Extracellular polymeric substances (EPS) are important components of activated sludge, whose content and composition have important effects on the macro-physical properties of sludge. In this study, the response of EPS in sludge to temperature (−40–200 °C) was systematically investigated using XAD resin fractionation, variable-temperature infrared spectra (VTIS) and two-dimensional correlation spectroscopy (2D-COS). The relationships between the molecular structure of EPS and the macro-physical properties (rheological property and dewatering performance) of waste activated sludge (WAS) at varying temperature were also established. During the freezing treatment, the solubilization of biopolymers and destruction of the hydrophilic functional groups (hydroxy, amino and carboxyl) resulted in the production of small organic matters, which enhanced EPS hydrophobicity and reduced electrostatic repulsion of sludge, and subsequent dewaterability improvement. For the hydrothermal treatment, the EPS transformation showed a two-stages reaction including stage I (70–120 °C) and stage II (>120 °C). Stage I (70–120 °C), a plenty of hydrophilic functional groups (hydroxy, amino and carboxyl) in EPS were exposed via the solubilization of biopolymers, which enhanced electrostatic repulsion of sludge and EPS hydrophilicity, and subsequence in deterioration of sludge dewaterability and fluidity. However, at stage II (>120 °C), the high temperature caused hydrolyzation of macromolecular organic matters in completely, in which the secondary structure of the protein was destroyed, causing the peptide chain to unfold. In addition, the reduction of α-helix and β-sheet content and intensified Maillard reaction decreased electrostatic repulsion of sludge, thus resulted in the improvement of sludge dewaterability and fluidity. This study enriched the theoretical basis of the optimal control of sludge treatment based on temperature regulation.

胞外聚合物（EPS）是活性污泥的重要成分，其含量和组成对污泥的宏观物理性质有重要影响。在这项研究中，使用 XAD 树脂分馏、变温红外光谱 (VTIS) 和二维相关光谱 (2D-COS) 系统地研究了污泥中 EPS 对温度 (-40–200 °C) 的响应。还建立了EPS的分子结构与废活性污泥（WAS）在不同温度下的宏观物理特性（流变特性和脱水性能）之间的关系。在冷冻处理过程中，生物聚合物的溶解和亲水性官能团（羟基、氨基和羧基）的破坏导致小有机物的产生，提高了EPS疏水性，降低了污泥的静电斥力，进而提高了脱水性能。对于水热处理，EPS转化显示出两阶段反应，包括阶段I（70-120°C）和阶段II（>120°C）。阶段I（70-120°C），EPS中大量的亲水性官能团（羟基、氨基和羧基）通过生物聚合物的增溶作用暴露出来，增强了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性变差和流动性。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少 以及随后的脱水性改进。对于水热处理，EPS转化显示出两阶段反应，包括阶段I（70-120°C）和阶段II（>120°C）。阶段I（70-120°C），EPS中大量的亲水性官能团（羟基、氨基和羧基）通过生物聚合物的增溶作用暴露出来，增强了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性变差和流动性。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少 以及随后的脱水性改进。对于水热处理，EPS转化显示出两阶段反应，包括阶段I（70-120°C）和阶段II（>120°C）。阶段I（70-120°C），EPS中大量的亲水性官能团（羟基、氨基和羧基）通过生物聚合物的增溶作用暴露出来，增强了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性变差和流动性。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少 EPS转化显示出两阶段反应，包括阶段I（70-120°C）和阶段II（>120°C）。阶段I（70-120°C），EPS中大量的亲水性官能团（羟基、氨基和羧基）通过生物聚合物的增溶作用暴露出来，增强了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性变差和流动性。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少 EPS转化显示出两阶段反应，包括阶段I（70-120°C）和阶段II（>120°C）。阶段I（70-120°C），EPS中大量的亲水性官能团（羟基、氨基和羧基）通过生物聚合物的增溶作用暴露出来，增强了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性变差和流动性。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少 提高了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性和流动性变差。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少 提高了污泥的静电斥力和EPS亲水性，进而导致污泥脱水性和流动性变差。然而，在阶段II（>120°C），高温导致大分子有机物完全水解，其中蛋白质的二级结构被破坏，导致肽链展开。此外，减少α-螺旋和β-折叠的含量以及美拉德反应的增强降低了污泥的静电斥力，从而提高了污泥的脱水性和流动性。该研究丰富了基于温度调节的污泥处理优化控制的理论基础。