本发明涉及一种高附加值胞外聚合物回收的无污染集成化方法及装置。其中，方法包括以下步骤：步骤S1：将剩余污泥输送至阳离子交换树脂反应器中，提取剩余污泥中胞外聚合物；步骤S2：通过微滤膜组件截留剩余污泥中微生物细胞及其残体，获得含胞外聚合物的滤液；步骤S3：通过多级膜组件进行过滤处理，可依次使高分子量胞外聚合物和低分子量胞外聚合物得到浓缩和纯化，进而分离出不同分子量范围的胞外聚合物；步骤S4：将步骤S3过滤产生的滤出液输送至以肥料作为驱动剂的正渗透膜组件中进行过滤，得到含有肥料的汲取液，所述汲取液可直接用于水肥一体化灌溉或无土栽培。本发明具有细胞无损以及无污染的特点。