污泥脱水剂是指污水经过浓缩形成浓缩污泥，在浓缩污泥中添加污泥脱水剂进行混合反应，之后通过脱泥设备过滤水分，从而形成泥饼，达到固液分离。
常见的污泥脱水剂包括：聚丙烯酰胺、聚合氯化铝、生物絮凝剂、明矾、石灰、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、氯化铝等产品。
聚丙烯酰胺污泥脱水剂针对不同的污泥需要选型，如洗煤、洗沙、选矿等尾矿水含有大量泥沙，多采用阴离子聚丙烯酰胺或非离子聚丙烯酰胺。造纸、制药、城市污水、工业污水则多含有大量有机质，应选择阳离子聚丙烯酰胺。
污泥深度脱水是指在污泥中添加污泥脱水剂或污泥调理剂，让污泥和药剂迅速反应，之后通过泵加压将调理好的污泥打入污泥压滤设备中继续加压脱水。这时就要求药剂和设备有匹配，如使用板框压滤机，调理的污泥就不能抱团太大，污泥絮团太大会包裹污泥表面水和间隙水，过滤后含水率仍然较高。而使用带式压滤机和离心机等脱泥设备时，就需要抱团紧密且大，这样通过挤压就会形成厚厚的泥饼，而小絮团经过带式挤压或离心后会迅速变回泥浆，失去脱水价值，造成药剂浪费。
投加污泥脱水剂时，需要根据不同的药剂选择溶解比例，如聚丙烯酰胺多按0.1%进行溶解，聚合氯化铝和聚合硫酸铁等药剂多按5%溶解，药剂按比例溶解后，再和浓缩污泥进行混合反应，才能达到药效，避免浪费药剂。
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