电脱水技术基于污泥表面电荷的特性，通过电场力的作用，将水分与污泥颗粒分离，达到脱水的目的。本文将研究重点放在了污泥脱出水分的分离方式上，将水分由传统的依靠水分自身重力分离，转变为依靠吸水材料吸附分离。吸附分离可以将污泥中脱出的水分及时与电极分开，减弱对后续脱出水分的阻碍。添加吸水材料后，发现实验中污泥最终含水率和脱水能耗均低于不添加吸水材料情况。同时分析了在吸水材料辅助下，外加电压、机械压力、阴极形式对污泥电脱水的影响。本实验范围内的结果表明，对于5mm厚度的污泥饼来说，40~50V为其脱水较合适电压区间；污泥最终含水率随机械压力的增加先减小后基本不变，在21kPa压强处呈现最佳脱水效果；孔径为58μm（250目）不锈钢网作为阴极的时候，污泥电脱水效果较好，且可以代替滤布。本实验范围内得出的最佳操作条件为50V、21kPa，阴极为58μm（250目）不锈钢网，此操作条件下，电脱水90s可以将污泥含水率由82.7%降至56.1%，耗电为186kWh/t（湿污泥）。基于对当前存在的电脱水设备缺点的改进，研究设计出两种新型污泥电脱水设备。通过实际运行的考察，发现环状电场不仅缓解了电极受力变形的问题，而且电流衰减过程缓慢，可以更加快速、高效地脱除污泥中的水分。但是运行中仍然存在一些需要解决的问题，如污泥运动阻力偏大、脱水时间太短等。为优化污泥处理的单元操作，设计了三种污泥处理方案：方案一是污泥先干燥至含水率20%，然后进行焚烧，焚烧热量用于干燥；方案二是将污泥先电脱水至含水率70%，然后再热干燥至20%，最后焚烧发电；方案三是将污泥电脱水至含水率65%，然后干燥至20%含水率，最后进行焚烧发电。通过对比不同方案的能源消耗发现，方案一不能实现系统能量的自身平衡，需要额外补充能量，方案二和三不仅可以实现能量的自身平衡，还有部分热能输出。方案三较方案二输出的能量略多。