活性污泥法是20世纪环境工程领域的重大发明之一，在污水处理过程中发挥着不可替代的作用。污水活性污泥法处理过程中伴随着大量的剩余污泥，其含水率高、有机质含量高，同时含有各种微量的污染物和病原体，因而传统的生化工艺已经将污水处理问题转化为固废处理问题。污泥是一种高度亲水且异质化的类胶体体系，通常表面带有高密度的负电荷，在静电斥力的作用下在水中具有相对
的动态稳定性。污泥中的胞外聚合物（ EPS）可以形成一种稳定的类凝胶结构通过空间位阻的作用下与水分子相结合，导致污泥具有粘弹性，机械脱水难度大。传统机械脱水方式对污泥脱水效果有限，而在机械脱水的基础上施加电场辅助往往能达到深度脱水效果 。
        本文系统的研究了污泥电脱水过程中阴阳两极EPS和微观形貌的区域化分布特征，明确EPS分布和泥饼孔隙率与污泥电脱水速率的相关性，在此基础上采用无机混凝剂对污泥进行化学预调理，探究不同无机混凝剂对污泥电脱水效果的影响机制；探究了污泥电脱水过程中有害重金属迁移转化的规律，提出了柠檬酸络合耦合电渗透同步实现污泥高效脱水和重金属脱除新工艺，研究的主要 内容和
结果如下：
         1. 研究了不同电压、pH和离子强度下污泥电脱水效果，以及分析阴阳两极滤液中DOM含量确定电脱水过程中污泥EPS的区域化分布特征，同时分析了阴阳两极电脱水速率与DOM含量和污泥泥饼孔隙率的相关性。研究结果发现随着电压的增加和pH的降低污泥的电脱水效果增强，在较低离子强度条件下污泥电脱水效果随着离子强度的增加而增强，当离子强度超过一定范围电脱水效果恶化；阴极的碱化作用会导致EPS大量溶解释放，阳极的酸化氧化作用也会导致EPS溶解释放；阴阳两极的平均电脱水速率与阴阳两极的泥饼空隙率程显著性相关关系；阳极DOM含量和阳极平均电脱水速率没有相关性，而阴极DOM含量与阴极平均电脱水速率呈负相关关系，污泥电脱水过程中阴极是主要的疏水端，在阴极粘性蛋白类物质无法分解成小分子量物质，所以越高的EPS溶解释放会恶化污泥电脱水效果；阳极氧化作用可以将生物质氧化分解成小分子量物质，降低阳极EPS溶解对电脱水效果的影响。
        2. 分析了三种典型的无机混凝剂（FeCl3、PAC和HPAC）预调理对污泥电脱水效果的影响。研究结果随着混凝剂投加量的增加阴极的电脱水速率升高，经FeCl3调理后污泥阴极电脱水速率增加最大, 随着HPAC、PAC和FeCl3投加量的增加污泥Zeta电位上升, 经FeCl3调理形成的污泥絮体较PAC和HPAC更密实，且污泥电渗透强度增加幅度最大，无机混凝剂对污泥EPS结构有压缩作用，使得可溶出的EPS含量降低，缓解滤布堵塞，FeCl3对EPS结构压缩作用最强，相比提升污泥体系离子强度EPS压缩作用对改善污泥电脱水效果有着更重要的影响。
        3. 研究了 不同操作条件下（电压、离子强度、螯合剂）阴阳极滤液重金属含量和泥饼中不同形态重金属迁移转化规律。实验结果表明：随着电压的增加阴极滤液中重金属含量不同程度增加，阳极重金属含量未出现明显变化趋势，Hg含量在增加电压前后均低于检出限；随着离子强度的增加阴阳两极滤液重金属含量均呈现先增加后降低的趋势，在 0.07g/gTSS投加量时，重金属含量达到最大值，这与电脱水速率的变化趋势是一致的，此外可以看到不同离子强度条件下的重金属含量普遍高于电压条件下的重金属含量；随着电压增加，阴极各重金属 PMI指数不同程度增加，重金属活性变高，阴极重金属的 PMI指数随着离子强度的增大先增加后降低，阳极 PMI指数随着离子强度变化趋势未出现明显规 律，适当的增加离子强度可以增加污泥中重金属的活性，过高的离子强度会降低重金属的活性；当的增加离子强度可以增加污泥电脱水过程中的重金属去除率，但是过高的离子强度会影响其对污泥中重金属的去除效果 ; 柠檬酸的加入可以缓解蛋白质对重金属的吸附作用，进一步提高污泥中重金属的去除率，柠檬酸可以达到强化污泥电脱水同步去除重金属的效果。