基于混凝/絮凝调理技术的污泥脱水性能提升：关键因素、高效策略与未来展望

针对污泥脱水效率低下的难题，研究人员系统综述了混凝(Wc 57.7-81.6%)/絮凝(Wc 65.0-85.2%)及其协同调理(Wc 53.5-89.7%)技术的七大影响因素，提出优化策略，为污泥减量化与资源化提供理论支撑和技术路径。

　　

随着城市化进程加速，污水处理厂(Wastewater Treatment Plants, WWTPs)产生的污泥量激增，中国2021年污泥产量已达8109万吨（含水率80%）。这种富含病原体、重金属和有机污染物的粘稠物质，若处理不当将严重威胁生态环境和公共健康。尽管活性污泥技术自1913年沿用至今，污泥处置却始终是污水处理链条中最薄弱的环节。更棘手的是，污泥直接机械脱水效率低下——其复杂的组分和带电表面特性，使得水分被牢牢锁在由胞外聚合物(EPS)构成的凝胶网络中。如何突破脱水瓶颈，成为实现污泥减量化、资源化的关键。

针对这一挑战，研究人员系统探讨了基于混凝/絮凝的污泥调理技术。该技术凭借成本低廉、操作简便和高效稳定等优势，成为工程实践中的首选方案。研究发现，污泥脱水性能受七大因素制约：从微观的EPS组成、颗粒特性，到宏观的絮体性质和滤饼结构。通过对比单一混凝（污泥饼含水率W_c
57.7-81.6%）与单一絮凝（W_c
65.0-85.2%）效果，证实协同调理策略（W_c
53.5-89.7%）能显著优化脱水效率。研究特别指出，调理剂投加量、pH值和搅拌强度等操作参数需与污泥特性精准匹配，而滤饼孔隙率与渗透性的改善是提升脱水效能的核心机制。

关键技术方法包括：通过比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)评估脱水性能；采用Zeta电位分析表面电荷特性；结合扫描电镜(SEM)观察絮体形态；利用响应面法优化调理参数。研究团队还系统对比了物理（超声、热解）、生物（酶处理）与化学调理技术的经济可行性。

研究结果揭示：

1. 污泥脱水影响因素：EPS中蛋白质与多糖比例、颗粒Zeta电位绝对值与脱水效率呈负相关，而絮体粒径增大可改善滤饼渗透性。
2. 混凝/絮调理技术：铁盐混凝剂通过电荷中和压缩双电层，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)则通过架桥作用形成密实絮体，二者联用可使W_c
   降至53.5%。
3. 挑战与展望：当前缺乏统一理论解释不同污泥类型的脱水机制，未来需开发智能投药系统，并探索基于机器学习的过程预测模型。

结论部分强调，该研究为污泥脱水提供了多尺度调控思路：在分子层面调控EPS构象，在微米级优化絮体结构，在宏观尺度改善滤饼通透性。尽管污泥体系的复杂性给理论研究带来挑战，但混凝/絮凝技术因其工程适用性，仍将在污泥处理领域持续发挥核心作用。这项发表于《Bioresource Technology Reports》的综述，不仅梳理了现有技术瓶颈，更为下一代脱水技术的研发绘制了路线图——包括开发环境友好型复合调理剂、建立脱水性能预测数据库等方向，这对实现"双碳"目标下的污泥资源化具有重要指导意义。