城市化进程中生活污水的产量与日俱增,伴生的污泥体积庞大,对生态环境有着巨大的影响,污泥脱水效果的好坏对最终处理处置有至关重要的影响,目前的板框压滤脱水需要在污泥中添加大量药剂,带式压滤只能将污泥含水率降低至80%左右,不满足国家污泥最终处置标准。电渗透脱水技术清洁高效,无需添加药剂,但技术不够成熟,工业中还不能普及应用。本文针对市政污泥脱水困难的问题,提出电渗透耦合超高机械压力对市政污泥进行高干脱水研究,降低污泥的含水率。自主设计加工电渗透脱水装置,设计恒电压梯度控制系统,实时测定污泥厚度,实现电渗透脱水全过程中的电压梯度恒定。研究兆帕级机械压力下污泥初始厚度、电压、电压梯度和机械压力变化对污泥脱水效果的影响,分析实验现象和结果,在此基础上设计正交实验研究各个参数对脱水效果影响的大小顺序。单因素实验中各个实验参数值的选取在实验装置所能提供的参数变化区间内,依据自己的分析和一些预实验确定最终参数选取值。利用恒电压梯度控制系统进行恒电压梯度和恒电压电渗透脱水实验,比较恒电压模式和恒电压梯度模式对污泥脱水效果的影响。在实验基础上分析电渗透过程中污泥电阻、回路电流、污泥厚度以及其电能耗的变化;比较不同电压下污泥电阻变化存在的差异;通过污泥厚度随时间的变化计算对应的压缩比;将两种电渗透脱水模式下的能耗和回路电流进行对比,分析实验数据得出相应结论。通过设计响应曲面实验,建立超高机械压力下电渗透脱水的数学模型,通过方差分析和显著性检验以及误差分析确定模型的可靠性与精确度,最后设定参数条件计算模型最优解。