污泥脫水劑是指污水經過濃縮形成濃縮污泥，在濃縮污泥中添加污泥脫水劑進行混合反應，之后通過脫泥設備過濾水分，從而形成泥餅，達到固液分離。
常見的污泥脫水劑包括：聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁、生物絮凝劑、明礬、石灰、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵、氯化鋁等產品。
聚丙烯酰胺污泥脫水劑針對不同的污泥需要選型，如洗煤、洗沙、選礦等尾礦水含有大量泥沙，多采用陰離子聚丙烯酰胺或非離子聚丙烯酰胺。造紙、制藥、城市污水、工業污水則多含有大量有機質，應選擇陽離子聚丙烯酰胺。
污泥深度脫水是指在污泥中添加污泥脫水劑或污泥調理劑，讓污泥和藥劑迅速反應，之后通過泵加壓將調理好的污泥打入污泥壓濾設備中繼續加壓脫水。這時就要求藥劑和設備有匹配，如使用板框壓濾機，調理的污泥就不能抱團太大，污泥絮團太大會包裹污泥表面水和間隙水，過濾后含水率仍然較高。而使用帶式壓濾機和離心機等脫泥設備時，就需要抱團緊密且大，這樣通過擠壓就會形成厚厚的泥餅，而小絮團經過帶式擠壓或離心后會迅速變回泥漿，失去脫水價值，造成藥劑浪費。
投加污泥脫水劑時，需要根據不同的藥劑選擇溶解比例，如聚丙烯酰胺多按0.1%進行溶解，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等藥劑多按5%溶解，藥劑按比例溶解后，再和濃縮污泥進行混合反應，才能達到藥效，避免浪費藥劑。
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