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污泥脱水化学调理是指通过添加药剂改变污泥的沉降脱水性能，为后续的机械脱水打基础。一方面悬浮溶液中胶体表面电荷或立体结克服粒子间的斥力，颗粒絮凝成团而发生沉淀，达到去稳定化的结果，改善污泥的沉降脱水性能;另一方面有些絮凝剂还可以通过破坏污泥絮体的结构，去除颗粒上的有机物质，使更多束缚水转换为自由水;另外可添加助滤剂(石灰，粉煤灰等)来增强絮体骨架，改善其透水压实性能。同时，对微生物的细胞还有破壁作用，进一步改善了污泥脱水性能。再配合机械脱水技术(压滤脱水、离心脱水、带式脱水)可实现污泥的减量化。化学法调理具有操作简单，且工艺成熟，节省费用，效果明显等优点，目前工程上使用较多，同时又存在使用药剂量大，对环境有一定影响等不足，因此加强化学调理絮凝剂的研究很有必要。
铁盐、铝盐单独使用或复合使用，此类药剂起初被广泛应用于污水的混凝、絮凝。随后国外不少学者对氯化铁对污泥调理对其脱水的影响与凝聚激励进行了很多的研究。吞奈认为氯化铁的凝聚激励主要是多核羟基络合物的掺链作用。多核羟基络合物，因此，氯化铁调理剂对污泥的调理机理主要作用是：生成羟基络合铁，发挥卷扫等作用，破坏污泥稳定性，随后形成大片的絮凝体;还对有机物发生氧化、络合作用，破坏微粒的稳定性及亲水性等。郭亚萍等认为氯化铁在水中能够形成的各种形态的水和络合物可以吸附带负电荷的胶体粒子，然后通过药剂的压缩双电层中和、羟基间的桥联和卷扫沉积等作用使得胶体脱稳，改善污泥沉降性。但国内外对无机调理剂的机理研究普遍从絮凝方面入手，然而污泥脱水又区别于絮凝沉降，其脱水机理复杂。
通过添加臭氧实现污泥减量化技术也是目前的热点研究技术，它是利用臭氧的强氧化性，将部分活性污泥直接氧化成水和二氧化碳或溶解成可生物降解的有机物从而产生过程中(原位污泥减量化)减少污泥生成量。如KAMIYA等研究了在常规好氧反应系统里，在臭氧加入量为0.01g/每克TSS的条件下，可实现污泥量减少率50%,档臭氧加入量为0.02g/每克TSS的时候，污泥实现了零排放。
通过添加表面活性剂和酸的组合来对活性污泥脱水处理，实验结果表明该调理方法能够促进污泥的脱水和沉降。离心脱水实验中，活性污泥PH越低，脱水效率越高;过滤脱水实验中，滤饼的含水率也显著的降低，并研究了阳离子聚丙烯酰胺和氯化铁、氧化钙联合作用对污泥的脱水影响。此外，微生物调理剂也是目前研究的热点。
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