在污水处理过程中，会产生大量的污泥。污泥的含水率高达95%～99%，导致污泥有巨大的容积，给污泥的后续处理带来很大的困难。通过介绍目前常用的污泥脱水絮凝剂的种类及其脱水特点，并就污泥脱水效果的指标进行了讨论。有机高分子污泥脱水絮凝剂对污泥进行调理操作简单、效果好，是比较常用的方法，能提高污泥的脱水性能，在随后的机械脱水中更好的脱水。根据实际运行经验，对不同的浓缩脱水设备给出了合适的絮凝剂种类。
根据国家建设部、中国城镇供水排水协会统计，截止到2008年8月底，全国已建成有城镇污水厂1 402座，日 处理污水能力已达8 314万m3。污水处理厂的污泥是各类 污水处理过程中的必然产物，按全国现有建成的城镇污 水处理厂的规模计算，每日至少约要产生含水率为97% 的污泥约24.9万t。
污水处理过程中产生的污泥，含水率较高，体积大， 其脱水减量化处理是后续处理处置的经济性的前提和 保证。在污泥脱水减量化处理前，需要添加絮凝剂进行调理，改善污泥脱水性能，提高脱水效率。
1 污泥的分类
污水厂所产生的污泥按其来源，大致可分为初沉污 泥、二沉污泥和消化污泥三大类。
初沉污泥，是指污水经一级处理过程所产生的污泥， 又叫初次沉淀污泥。
二沉污泥，是指污水经二级生化处理所产生的污泥， 包括活性污泥法中排放的剩余污泥，生物滤池及生物转 盘等脱落的生物膜。此类污泥的组分与活性污泥及生物 膜基本相同，除吸附了水中少量的悬浮物、无机盐或未 分解的的残余有机物外，主要是由微生物的细胞所组成，污泥的有机物含量、含水率都较高，密度低。 初沉污泥与二沉污泥混合后在消化池进一步处理 所形成的污泥即为消化污泥，是污泥处理过程中的一种 产物。 一般污水处理厂生产中，二沉污泥是脱水处理的主 要对象。
2 污泥的性质及其指标
2.1污泥的性质
污泥的组分复杂，变异性大，组成絮体为水中悬浮 固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散，形状不规则， 高度非均匀，比表面积与孔隙率极高，具有分形结构，外 观上具有类似绒毛的分支与网状结构，呈胶状液态，其 主要特性是含水率高。
2.2污泥性质的指标
含水率是表征污泥性质的一个重要指标，是指污泥 中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数，含固率 的定义与其恰恰相反。污泥中的固体颗粒主要为胶体粒 子，有复杂的结构，与水的亲和力很强，因此，污泥的含 水率很高，含水率的高低直接影响了污泥的体积。
城市污水厂的初沉污泥含水率一般为95%～97%， 而二沉污泥含水率则高达99%以上。
当含水率变化时，可近似地用下式计算污泥体积：
式中：V 1 、V 2 ———分别是含水率pw 1 （含固率为ps 1 ）、 pw 2 （含固率为ps 2 ）时的污泥的体积。 据此可知，污泥的含水率从97.5%降低到95%时，污 泥体积减小了一半。
3 污泥中水分存在的形式
污泥中所含水分的形态，尽管不同的文献有不同的分类，但一般都认为是有以下四种，即间隙水、毛细结合 水、表面吸附水和内部结合水[2·3]，如图1所示。
4 污泥脱水的方法
4.1污泥浓缩
污泥浓缩是去除污泥中的间隙水，缩小污泥的体 积，为污泥的输送、消化、脱水等后续处理与利用创造条 件。污泥浓缩的方法通常有5种：重力浓缩、气浮浓缩、离 心浓缩、带式浓缩机浓缩和螺压浓缩机浓缩等。
4.2污泥脱水
污泥既使经过浓缩及消化处理，含水率仍高达95% 以上，体积很大，难以消纳处置，必须经过脱水处理，提 高泥饼的含固率，以减少污泥处置的难度。
一般大中型污水处理厂均采用机械脱水。脱水机的 种类很多，按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水 及离心脱水3大类。国内污水处理厂常用的有压滤机（包 括带式压滤机及板框式压滤机）和离心式脱水机。
5 污泥的调理
构成污泥的固体颗粒一般都很细小，而且常常带负 电荷，能够形成一种稳定的胶体悬浮液，使污泥脱水比 较困难，故污泥颗粒大小是影响污泥脱水性能的最主要 因素。污泥颗粒越小，颗粒的比表面积越大，同时颗粒水 合程度也越高，对脱水过程的阻力也越大。为了提高污 泥脱水效率，需要对污泥进行调理，以改变污泥的理化 性质，使其凝聚力增强，颗粒变大，增加脱水性。因此，污泥调理是污泥脱水过程中不可缺少的工艺过程。 污泥调理方法主要有物理调理法、化学调理法和生 物调理法3大类。由于化学调理方法操作简单，投资成本较低，调理效果较稳定，因此实际生产中以化学调理法为主。
污泥的化学调理是通过添加适量的絮凝剂、助凝剂 等化学药剂改变悬浮溶液中胶体表面电荷或立体结构， 克服粒子间的斥力，并以搅拌等外力使其相互碰撞，污 泥颗粒絮凝成团而发生沉淀，达到去稳定化的效果，同 时絮体体积的增加使胶体表面积大幅降低，表面与内部 的水分分布也发生改变，减少了水分的吸附，从而改善 污泥脱水性能。
一般认为化学调理的主要作用是通过絮凝剂使污 泥中微粒电荷中和，降低电位，粒子聚集，粒径变大，从 而加快了污泥颗粒的沉降速度，另外还存在物理作用， 絮凝剂通过架桥吸附使小粒子聚集体变为絮团，加快沉 降速度。
6 污泥脱水中常用的絮凝剂
6.1无机絮凝剂
无机絮凝剂是一种电解质化合物，主要有铝系和铁 系两大类。铝系化合物有硫酸铝、明矾及三氯化铝等；铁 系化合物主要有三氯化铁、氯化绿矾、绿矾、硫酸铁等。 无机絮凝剂主要对水中具有相反的电荷的胶体起中和、 压缩双电层作用，同时，还存在有弱酸性，与碱性物质配 合使用，还会对微生物的细胞有破壁作用，改善了污泥 脱水性能。采用铁盐或铝盐等无机絮凝剂，一般能使污 泥量增加15%～30%，另外污泥的肥效和热值也都将大 大降低。
6.2有机高分子絮凝剂
6.2.1阳离子型有机高分子絮凝剂
阳离子高分子污泥脱水絮凝剂可通过吸附、电中和 及吸附架桥作用使带负电荷的胶体颗粒和其它污染物质脱稳而得到去除，具有良好絮凝脱水功能。
6.2.2两性有机高分子絮凝剂
两性絮凝剂兼有阴、阳离子基团的特点，不仅具有电中和、吸附架桥作用，而且还有分子间的“缠绕”包裹作用，所以具有较好的脱水性能。它对各种污泥都有较好的脱水、助滤作用，得到的泥饼含水率低，且用量较 少。
6.2.3复合型絮凝剂
随着工业的发展和人民生活水平的提高，污泥内部成分越复杂多样，单一的絮凝剂已不能满足污泥脱水的要求，于是人们开始研制将絮凝剂采用多种方式复合用于污泥脱水，其优点是复合絮凝剂能发挥各种絮凝剂的优点，降低絮凝剂成本，提高脱水性能。复核型絮凝剂有无机絮凝剂+阳离子絮凝剂型、无机絮凝剂+两性絮凝剂型和阳离子型+两性絮凝剂。
7 污泥脱水效果的指标
衡量污泥脱水效果好坏的指标有泥饼含固率、滤液含固率、固体回收率和絮凝剂投加量。
7.1 泥饼含固率
泥饼是一个广义词，实际上只有压滤脱水后的污泥 才呈饼状，离心脱水后的污泥不是饼状。实际中所有方 式脱水后的污泥均称之为“泥饼”。泥饼含固率的高低是 评价脱水效果好坏的最重要指标，泥饼含固率越高，污 泥体积越小，运输和处置越方便。
7.2滤液含固率
滤液含固率是机械浓缩或脱水设备排出的滤液中 所含的干固体量的百分数，通常与固体回收率配合使 用。滤液含固率高，说明随滤液流失的干固体就多，脱水 效果较差。
7.3固体回收率
固体回收率是泥饼中的干固体量占进脱水机污泥 的总干固体量的百分比。固体回收率越高，说明污泥脱水后转移到泥饼中的干固体越多，随滤液流失的干固体 越少，脱水率越高，其与滤液含固率相反。
7.4絮凝剂投加量
污泥脱水中的絮凝剂投加量是指污泥中单位重量 的干固体所需投加的絮凝剂干重量。加药量与污泥本身 的性质、环境因素以及脱水设备的种类有关系。
7.5絮凝剂效果评价
一般首先从泥饼含固率和固体回收率两个指标同 时评价絮凝剂脱水效果的好坏。只获得较高的泥饼含固 率，而固体回收率很低，或者固体回收率很高，但泥饼含 固率很低，都说明脱水效果不佳。正常运行的污泥脱水 系统，一般泥饼含固率应在20%以上，固体回收率应在 85%以上。
另外，在满足以上脱水指标要求的前提下，如何降 低加药量，实现加药的经济指标也是评价脱水效果好坏 的一些重要方面。
要综合以上因素，找到既满足要求又降低加药费用 的最佳药剂，一般必须进行实验室小试和上机试验，具体污泥脱水性能指标如表1所示。
8 实际应用中选择的絮凝剂
污泥处理过程中，采用铁盐或铝盐等无机絮凝剂进 行调理，一般能使污泥量增加15%～30%，另外污泥的肥 效和热值也都将大大降低。而采用有机高分子絮凝剂进 行调理，污泥量基本不变，其肥效和热值都不降低，因此 当污泥脱水后用作农肥或焚烧时，最好采用该类药剂。 另外，阳离子型PAM在调理过程中，能与一些悬浮物质 生成沉淀，脱水滤液中污染物相对较少。
应该根据实际生产运行，经小试和上机实验确定选 用合适的絮凝剂种类。根据笔者实际经验，在机械浓缩脱水处理二沉污泥中，不同的浓缩脱水设备应该选用不 同的高分子絮凝剂，具体如表2所示。
随着城市人口的增长、市政服务设施的不断完善、污水处理技术的革新以及处理程度的深化，在污水处理过程中产生的污泥量还将大大增加，污泥脱水减量化势在必行，这也为絮凝剂的发展提供了广阔的前景，但我们在实际生产中，应该根据具体的情况选用合适的絮凝剂。