本课题对北京市四个污水处理厂的剩余污泥进行了历时8个月的调查研究，污水厂的处理工艺分别为厌氧-缺氧-好氧脱氮除磷工艺(A2O)、膜生物反应器(MBR)、氧化沟和传统活性污泥法。采用超声-离心法将污泥分为溶解性胞外聚合物(slime)、疏松型胞外聚合物(LB-EPS)、紧密型胞外聚合物(TB-EPS)和细胞相(pellet)四层，结合三维荧光(EEM)技术深入研究污泥胞外聚合物(EPS)组成。通过长期监测污泥的物理化学性质，观察了污泥特性动态变化特征，剖析了污水处理工艺与污泥特性之间的联系，探索了污泥物化性质之间的相互关系，并且研究了物化性质对脱水性的影响。此外，本课题还研究了阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化铝(PAC)和氯化铁的调理过程，分析了几种混凝剂调理机制的异同，以期对污泥调理技术提供理论支撑。　　污泥样品的荧光光谱图中都存在225/330 nm和275/330 nm两个峰，分别代表芳香类蛋白质和微生物代谢产物(SMP);由荧光区域整合(FRI)结果可知，污泥主要由SMP、蛋白类物质组成，类腐殖质物质所占比例也比较高。污泥性质在夏季发生显著变化:脱水性达到最佳，6月各污水厂污泥的毛细吸水时间(CST)最低，均值为1.929 s·L/g; EPS浓度降至最低，可能是环境压力和微生物种群变化共同作用的结果;蛋白类物质含量减少，减少的幅度大于SMP等物质。从5月至12月，污泥的VSS/TSS、pH都呈现下降的趋势，污泥中多糖、蛋白质、腐殖酸的含量以及各荧光物质所占比例都有变化，但变化规律比较复杂。　　本研究中，污水处理工艺对污泥特性影响不大，只有粒径和VSS/TSS与处理工艺有一些联系。污泥粒径分布受到pH的影响，酸性条件下污泥粒径较大;VSS/TSS与pH呈负相关(R=-0.41，p＜0.05)，可能与微生物代谢活动有关。蛋白质与多糖的含量呈负相关，与腐殖酸含量呈正相关，多糖与腐殖酸的含量的关系不显著，蛋白质与多糖的负相关可能与裂解酶有关。分析FRI结果发现，SMP与其它有机组分都有很好的正相关性。此外，DOC与粒径、zeta电位等表观性质有较好的相关性，表明有机组成会影响污泥表观性质。　　污泥脱水过程中，微小颗粒可能起到了重要的作用。脱水性（以CST衡量）与d0.1(R=0.48，p＜0.05)及d0.5(R=0.40，p＜0.05)都有较好的相关性，但与d0.9的相关性较差。此外，CST与slime层DOC的相关性较好(R=0.583，p＜0.01)，与pellet层DOC有一定相关性(R=0.449，p＜0.05)，与L、T层DOC的相关性不显著。与CST相关性较好的还包括slime层蛋白质含量（R=0.719，p＜0.01），LB-EPS层多糖含量(R=0.464，p＜0.01)，slime层DOC(R=0.583，p＜0.01)。脱水性是有机负荷率、污水有机物组成、剪切力水平等多种复杂条件共同作用的结果，所以脱水性与单一的物化指标（如污泥粒径、EPS等）之间很难找到显著的相关性。　　PAC和氯化铁的投加量远高于PAM，而且二者的调理效果比PAM差。PAM调理形成的污泥粒径非常大，最高达到845.561μm，是污泥原始粒径的8.6倍，远大于PAC或氯化铁调理后的污泥粒径。当使用PAM和PAC调理时，各层有机物含量变化不大，氯化铁调理可有效减少污泥slime层有机物。PAM分子量相同时，阳离子度越高，调理效果越好。投加混凝剂后slime、LB-EPS和TB-EPS中有机物含量都降低，有效提高了污泥的脱水性能。