以活性污泥法为理论基础的现代污水生物处理技术对全球水污染治理及生态环境的改善发挥了重要的作用。活性污泥中,胞外聚合物（EPS）作为功能微生物分泌的位于细胞外的生物聚合物,其含有大量的蛋白质、多糖和腐殖酸等有机物,还含有少量的脂类、核酸和一些无机组分。大量研究已证明,EPS覆盖在微生物细胞表面或填充在微生物聚集体内部空隙,对污泥的环境行为和理化性质,特别是污泥的脱水性能有显著影响。然而,由于对EPS基本组成和结构特征的了解有限,目前EPS对污泥脱水效能的反馈机制尚未形成统一的认识,EPS仍遭受“身份识别”危机。因此,如何有效识别反馈污泥脱水效能的关键EPS指标及揭示其作用机理是当前研究的热点。本研究从8个处理工艺、进水水质差异显著的市政污水处理厂收集了8种性质和形态不同的污泥样品,首先逐一测定了其脱水性能及理化性质相关参数。研究结果表明,絮体的过滤性明显强于颗粒污泥,而其结合水含量远高于颗粒污泥;此外,表面热力学及拓展的DLVO理论分析发现,8种污泥样品均呈现出了良好的聚集和沉降性能。为研究污泥的EPS特性,分别提取了8种污泥样品的EPS,并将其根据亲/疏水性分为了五个组分。结合EEM+PARAFAC、FTIR、XPS等分析手段,分别对8种污泥EPS及其分级组分进行了化学组成、荧光组分、分子结构相关参数的测定。结果表明,絮体污泥可提取的EPS中芳香蛋白和腐殖酸类物质含量更加丰富。此外,污泥EPS分级组分含量呈HPO-A＞HPI＞TPI-A＞HPO-N＞TPIN的趋势;EPS中酪氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质和腐殖酸主要以HPO-A的形式存在,而多糖主要以HPI形式存在。基于以上所有参数的测定结果,运用皮尔逊相关性分析探究了污泥脱水性、物理化学性质和EPS理化参数之间的关系。研究发现,污泥EPS较低的Zeta电位绝对值和能垒有利于污泥脱水。此外,还发现EPS的无规卷曲结构和酪氨酸类蛋白质有利于污泥脱水,而腐殖酸类物质可能会恶化污泥脱水。综上所述,EPS的无规卷曲、酪氨酸类蛋白质以及腐殖酸是决定污泥脱水能力的关键EPS因素。蛋白质的无规卷曲结构和酪氨酸类蛋白质能够形成更为松散的蛋白质结构从而提高污泥表面疏水性;而腐殖酸类物质会增加污泥结合水含量从而恶化污泥脱水。在实际应用中,可适当添加酪氨酸以增加污泥絮体的疏水性。此外,还可以通过污泥分解方法（超声波、碱处理和热处理）使絮体中的细胞外有机物溶解,从而产生更多的酪氨酸类蛋白质。同时,可进一步探索基于破坏生物聚合物致密结构的方法在污泥调理和脱水中的潜在用途、低环境危害和高可重复使用性。以上结果可为EPS组成和功能的理解带来新的视角,并为EPS对污泥脱水的影响机制的探究提供了系统的理论指导。