污水生化处理过程中会产生大量的剩余污泥，这些污泥的含水率通常超过99％。开发高效的污泥脱水工艺是缓解污泥快速增长压力的一种重要方式，也是当下中国环境工程领域研究的热点方向。目前，国内污泥深度脱水的主流方式为高压过滤，而化学预调理的选择直接决定了最终的污泥脱水干化效率。　　本文研究了不同化学调理方式对污泥脱水性能的改善效率，着重解析了调理反应过程对污泥絮体理化性质的影响机制。研究的主要内容和结果如下:　　1.研究了三种典型无机混凝剂（FeCl3、PAC和HPAC）调理过程中污泥絮体结构和胞外聚合物（Extracellular polymeric substances，EPS）分布的动态变化过程及其与脱水性的关系。结果表明，化学调理后污泥絮体粒径和分形维数均增加，说明调理后的污泥絮体更大且结构强度更高。相比无机聚合物混凝剂，FeCl3调理后的污泥颗粒小但结构更加紧实。无机混凝剂对活性污泥的调理过程中可以分为两个阶段:电中和效应诱导的污泥胶体颗粒的快速聚集和伴随着混凝剂水解引起的双电层压缩使得絮体致密化过程。此外，化学调理后，污泥比阻(SRF)与溶解性EPS(SEPS)、疏松结合型EPS(LB-EPS)和紧密结合型EPS(TB-EPS)含量表现出显著的相关性，而与动力粘度(KV)、絮体分形维数(DF)和粒径分布无关。说明无机混凝剂对EPS的压缩效应是污泥脱水性改善的主要机理。　　2.采用三维荧光光谱(3D-EEM)和高效体积排阻色谱（HPSEC）研究了两种无机聚合物混凝剂（PACl和HPAC）调理过程中溶解性EPS的变化特征。无机混凝剂对分子量超过2000Da的EPS具有良好的去除效果，而这些高分子物质是决定污泥脱水性的关键因素。同时，无机高分子混凝剂调理过程中，SRF和不同荧光区域EPS存在极强的相关性。上述结果说明3D-EEM可以作为SRF的替代方法，作为无机混凝剂调理污泥效果的快速评价手段。　　3.评价了Fenton氧化对厌氧消化污泥脱水性的改善效果，同时解析了酸化和Fenton氧化对污泥SEPS特性的影响。Fenton调理可以有效降低污泥的毛细吸水时间(CST)值和离心脱水后泥饼含水率。同时，酸化和Fenton氧化表现出明显协同效应。3D-EEM分析结果显示，酸化过程不仅会溶解EPS组分，同时会破坏蛋白类有机物的分子结构，导致其荧光强度明显降低。最佳的Fenton处理条件为pH=4、过氧化氢=0.3％(v/v)、亚铁和过氧化氢摩尔比=0.1。在调理过程中，污泥EPS的溶解和降解是同步发生的。Fenton氧化对类蛋白物质的降解和去除是脱水性改善的主要机理。　　4.研究了高铁酸钾(K2FeO4)对处理活性污泥脱水性的效果，重点考察了不同pH和剂量条件下，K2FeO4调理对污泥过滤脱水特性和胞外聚合物(EPS)分布和组成的影响，从而深入认识了K2FeO4调理污泥的反应机制。实验发现降低pH值使得污泥脱水性逐渐改善，pH主要通过影响污泥EPS来改变污泥的脱水特性。由于不同pH值条件下质子化和去质子过程，EPS会发生压缩和扩张作用，所以碱性条件下总的可提取EPS含量要高于酸性环境中。K2FeO4调理效果随pH值降低而改善，其不仅有氧化裂解作用导致结合型EPS释放，同时其原位产生的三价铁离子兼具混凝作用，能够通过电中和界面吸附去除部分SEPS，同时压缩EPS，增强污泥絮体结构。此外，当pH值为3，K2FeO4投加量为0.1g/gTSS，污泥过滤脱水速率和效率均达到最佳。过量投加K2FeO4（＞0.2g/gTSS）会导致EPS大量释放，增加的污泥过滤阻力，脱水性能随之恶化。　　5.采用过氧乙酸(PAA)预氧化裂解和化学絮凝过程实现污泥减量和强化其过滤脱水性能的双重目标，同时深入解析了组合调理过程中污泥絮体形态特征和EPS性质的变化特征。研究发现PAA处理对污泥可滤性影响不大，但有效提高了过滤脱水泥饼的含固率。PAA能够有效溶解污泥，破坏EPS中的蛋白质类有机物，促使结合水释放。随着pH值的降低，PAA对污泥脱水性的改善效果更佳，酸性环境有效提高了PAA对污泥EPS的氧化效率。投加无机混凝剂后，污泥絮体重新形成，同时污泥过滤性和脱水性也随之改善。另外，由于具有更强的吸附架桥能力，聚合氯化铝(PACl)在改善脱水性方面的效果优于氯化铁。