近年来,随着污水处理率逐年升高,污泥的产量也在大幅增加,必须实现污泥减量化,降低污泥含水率,才能减少其后续的处置成本。污泥脱水困难的原因主要在于其成分复杂、有机质含量高以及胞外聚合物（EPS）形成的网状结构中包裹的细菌和吸附的水分子形成氧化膜,使得污泥胶体的表面水合程度过高并且固液分离困难。本文以EPS含量差异较大的市政污泥和造纸污泥为研究对象,通过对比研究,探索了EPS对污泥深度脱水性能及水分迁移转化的影响,据此丰富污泥脱水理论,指导污泥脱水。采用化学、生物及物理法分别调质污泥,考察污泥物理化学性质、EPS浓度和组分及脱水性能的变化。结果表明,经过壳聚糖盐酸盐（CTSCL）、溶菌酶（LZM）或冷冻调质后,市政污泥屈服应力（τy）由1.23 Pa分别下降至0.68 Pa、0.13 Pa及0.11 Pa,说明调质后的污泥网络体系发生流动所需要的临界剪切应力值降低,污泥体系对剪切变得敏感。此时,污泥比阻（SRF）、毛细吸水时间（CST）及压滤后的泥饼含水率均呈现降低的趋势。相比之下,经过LZM调质的污泥压滤后的泥饼含水率最低,EPS中有机物浓度的变化最显著,其中溶解型EPS（S-EPS）中蛋白质（PN）的浓度由1.15 mg/g DS增加至51.64 mg/g DS;多糖（PS）的浓度由1.84 mg/g DS上升至37.22 mg/g DS。通过动力学模型进一步分析了EPS的转化机制,发现紧密结合的EPS（TB-EPS）中有机物的变化需要用分段的线性函数表示。根据气液平衡原理,利用多次抽提顶空-气相色谱技术（MHE-GC）建立了一种测定污泥中不同形态水分的新方法,该方法具有较好的重复性（相对标准偏差<18.60%）和灵敏度（定量限值=0.028%）。采用MHE-GC分析了EPS所结合的水分数量及方式,并结合XDLVO理论及EPS粘弹性对污泥水分转化机理进行了研究。结果表明,松散结合的EPS（LB-EPS）中毛细水占比高达99.99%,S-EPS及TB-EPS所结合的毛细水占比分别为59.16%和54.77%。经过LZM调质后,S-EPS及TB-EPS中毛细水的占比增加而吸附水的比例降低,这主要归因于EPS的粘度降低,增大了水分子的流动性,同时S-EPS的引力势能增加,TB-EPS的斥力势能减小,二者对水分的吸附能力减弱,使得污泥中的水分分布发生变化。与其它调质方式相比,LZM调质的污泥在机械压滤后滤液量及EPS中有机物的浓度均最多,但其透射比仅为1.65%。当机械压力为6 MPa、压滤时间为30 min时,污泥中的自由水已全部脱除,毛细水占比降至56.14%,成为主要脱除对象。利用孔喉模型建立了一种污泥排水通道可视化的研究方法,明确了EPS在污泥深度脱水过程中的作用机制。结果表明,LZM调质后的污泥微生物细胞及EPS中的有机物被释放,在机械压力下容易堵塞污泥内部排水通道,从而使污泥孔容积减小至0.072 m L/g,孔隙率降至3.17%,大部分的孔不连通。采用冷冻、CTSCL及LZM三种方式分别调质造纸污泥以改变其组分及性质,考察调质前后污泥脱水性能以及物理化学性质的变化。结果表明,调质后的污泥EPS中PN及PS的浓度稍有增加,其变化量小于市政污泥。此外,造纸污泥脱水性能及沉降性能均优于市政污泥,并且LZM调质后的造纸污泥压滤后的泥饼含水率最低,其内部结合水比例降至0.32%。在之后的压滤脱水过程中,LZM调质后的造纸污泥排水通道较多;当压滤时间为3 min、5 min及30 min时,污泥孔容积分别为0.84 m L/g、0.63 m L/g和0.30 m L/g,内部孔隙率分别为33.59%、30.13%及13.28%。上述变化可能是因为造纸污泥微生物细胞及EPS含量少,LZM调质后PN及PS的增加有利于污泥脱水。此外,LZM在污泥中能够通过电中和的作用促进污泥颗粒絮凝,为压滤脱水过程提供更多的排水通道。采用多元统计分析结合PLS回归考察市政污泥与造纸污泥深度脱水性能的统计学规律发现,zeta电位和PNS对市政污泥深度脱水性能影响较大,D1、PSL及PST对造纸污泥深度脱水性能影响较大。此外,S-EPS中的PN（PNS）及S-EPS中的PS（PSS）与市政污泥压滤后的泥饼含水率呈正相关,与造纸污泥压滤后的泥饼含水率却呈负相关,与实验分析结果一致,进一步印证了EPS对污泥深度脱水性能及水分迁移转化的影响,从而指导污泥脱水。