随着我国污泥产量的快速增长以及针对污泥处理处置法规的进一步完善，需要采用经济有效的深度脱水技术使污泥的含水率达到国家规定的处置标准。本论文以城镇污水处理厂的机械脱水污泥为研究对象，评价了使用电渗透脱水技术对污泥进行深度脱水的可行性，并对操作参数进行了优化，为了解决阳极腐蚀这一电渗透脱水的技术瓶颈，研究开发了防腐蚀效果较好的钛基涂层阳极。此外，研究了不同电压梯度下的电渗透脱水对污泥泥饼和脱除水分性质的影响，以及污泥性质的改变对电渗透脱水效果及能耗的影响。研究结果表明，使用电渗透脱水技术可以将污泥的含水率降至60%以下，达到国家规定的填埋和农用对污泥含水率的要求。在污泥的电渗透脱水过程中，机械压力的作用是保证电极与污泥的紧密接触，因此保持在76kPa即可。污泥电渗透脱水初始阶段的脱水速率以及能耗与电压梯度成正相关，但是当电压梯度为30V/cm时，可以在保证脱水效果的情况下最大限度地减少能源消耗。在相同电压梯度下，当污泥厚度为1.0cm时，脱水效果最佳。综合考虑脱水效果及能耗，确定电渗透脱水的最优操作条件为：机械压力为76kPa、电压梯度为30V/cm、污泥厚度为1.0cm。此外，与使用钛电极和不锈钢电极相比，使用钛基涂层电极可以取得更好的防腐蚀及脱水效果。在污泥的电渗透脱水过程中，电极附近会发生电解水的反应，在阳极附近产生H+、在阴极附近产生OH-。在电场的驱动下，污泥中带正电荷的物质会向阴极移动，带负电荷的物质会向阳极移动。因此，经电渗透脱水后，污泥泥饼的含水率、挥发分含量、pH、电导率、以及金属离子的含量都会发生变化；脱除水分的pH、电导率、COD、氨氮、总磷等指标也会有所变化。采用添加Na2SO4以及用去离子水清洗的方式改变污泥的电导率后，对污泥的电渗透脱水效果影响不大，但是对脱水能耗却有显著影响，即电渗透脱水能耗与污泥的电导率呈正相关。对剩余污泥进行超声处理后，污泥的结合水含量、zeta电位、水分中的有机物质的含量都会升高，但是颗粒粒径会降低。对剩余污泥进行臭氧处理后，污泥的结合水含量、zeta电位、颗粒粒径等都会降低，但是水分中有机物质的含量会升高。此外，经过超声或臭氧处理后，污泥的电渗透脱水效果变差，并且脱水能耗增加。