市政污泥是城镇污水处理过程的副产物,产生量大且成分复杂。其主要有机组分污泥胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,简称EPS）,主要由多糖和蛋白质组成,具有丰富的亲水基团且结构稳定,导致污泥含水率高达95%–99%,因此污泥脱水是污泥处理处置及资源化的必要前驱步骤。污泥不仅包含多种类型的有机物及营养元素（氮、磷、钾等）,也累积了大量的重金属和病原菌。因此污泥处理处置及资源化面临污泥深度脱水、有害物质稳定化和营养元素有效利用的难题。电化学技术具有氧化能力强、装置简便、易于控制以及便于集成的优势,对有机物具有高效氧化降解能力,广泛应用于有机废水的处理。据此,本文构建电化学耦合化学调理污泥预处理系统,阐明多过程耦合促进污泥深度脱水、重金属脱除、磷固定以及致病菌灭活机制。具体研究内容包括:1、电化学氧化耦合Fe（II）污泥预处理体系的构建及污泥深度脱水机制研究构建了电化学氧化耦合Fe（II）促进污泥深度脱水系统。该耦合方法预处理污泥后,污泥毛细吸水时间（Capillary suction time,简称CST）和污泥比阻（Specific resistance to filtration,简称SRF）相对原污泥分别降低了75.57%和90.95%,污泥中位粒径降低了10.95%,污泥TB-EPS降低了44.76%,污泥Zeta电位接近等电点（0.47 m V）,污泥泥饼表面形成多孔结构。电化学氧化耦合Fe（II）技术实现污泥深度脱水的机理主要包含有机亲水结构的氧化降解过程和Fe（III）团聚密实化污泥絮体结构的重构过程。电化学氧化技术通过电极的直接氧化和间接氧化作用破坏污泥絮体,同时投加的Fe（II）耦合阴极还原过程激发类Fenton反应以及活化分子氧的发生,实现污泥絮体的解离和大分子有机物的氧化;而系统中氧化生成的Fe（III）可重构污泥絮体,从而实现污泥的深度脱水。2、电化学氧化耦合Fe（II）体系中重金属的迁移转化规律及去除机制研究采用电化学氧化-Fe（II）技术对污泥进行预处理后,污泥中Cu、Zn和Pb的去除率分别为78.49%、84.26%和36.99%。由于污泥中Pb主要以残渣态的形式存在（57.03%）,因此Pb相对Cu和Zn去除效率较低。通过重金属在污泥固相、滤液和极板上的分布规律研究发现,污泥中Cu和Zn在极板上分别占62.54%和26.02%,这是由于污泥中Cu比Zn具有更高的氧化还原电位,因此更易于在阴极上被还原富集。此外,电化学氧化耦合Fe（II）增强了体系的酸性环境和氧化性环境,促进污泥中重金属向液相释放,液相中的重金属在电场作用下迁移至阴极区域并富集在电极表面,从而实现污泥中重金属的去除。3、电絮凝耦合次氯酸钙体系构建及污泥脱水与磷固定机制研究构建了电絮凝耦合Ca（Cl O）2促进污泥深度脱水及磷固定系统。电絮凝-Ca（Cl O）2技术预处理污泥后,污泥CST和SRF相对原泥分别降低了87.62%和91.76%,污泥液相中99.47%的磷被转移固定至污泥固相和电极表面,污泥固相中非磷灰石无机磷（NAIP）和磷灰石磷（AP）增加。电絮凝耦合Ca（Cl O）2体系实现污泥深度脱水及磷固定的机理主要包含污泥胞外胞内氧化以及电絮凝过程:电化学氧化-活性氯胞外和胞内氧化促进污泥结合水和磷的释放,然后在电絮凝的作用下实现污泥絮体结构重构与污泥液相中磷的转移固定。此外,电絮凝-Ca（Cl O）2系统中污泥p H变化有利于电絮凝过程中NAIP和AP的生成;预处理侯污泥p H维持在中性（7.45）,避免了污泥酸碱调理。4、电化学耦合化学调理污泥预处理体系中病原菌灭活机制研究电化学氧化-Fe（II）技术预处理污泥后,污泥中活细胞含量降至2.90%,污泥中总大肠菌群值降至950 MPN/g TS。电化学氧化-Fe（II）技术产生的氧化性物质以及酸性环境能有效破坏污泥中微生物结构。此外,系统产生的焦耳热,使污泥温度增至70°C左右,可进一步灭活污泥中病原菌,实现较好的稳定化效果。电絮凝-Ca（Cl O）2技术预处理污泥后,污泥活细胞含量降至2.04%,污泥中总大肠菌群值降至422 MPN/g TS。电絮凝-Ca（Cl O）2技术主要通过电化学氧化和活性氯氧化实现污泥胞外和胞内氧化,破坏微生物结构,灭活污泥中的病原菌,实现较好的稳定化效果。本论文面向污泥资源化利用过程中的污泥深度脱水、重金属去除、致病菌钝化以及营养元素转化的关键过程,提出多过程电化学耦合污泥综合处理技术,实现污泥高效预处理及污染控制,为其资源化利用提供了理论基础和技术支撑。