通常汙泥先進行預處理，改善脫水性能後再脫水。最通用的預處理方法是投加無機鹽或高分子混凝劑。此外，還有淘洗法和熱處理法。機械脫水法有過濾和離心法。

過濾是將濕汙泥用濾層(多孔性材料如濾布、金屬絲網)過濾，使水分(濾液)滲過濾層，脫水汙泥(濾餅)則被截留在濾層上。離心法是借汙泥中固、液比重差所產生的不同離心傾向達到泥水分離。

過濾法用的設備有真空過濾機、板框壓濾機和帶式過濾機。真空過濾機連續進泥，連續出泥,運行平穩，但附屬設施較多。板框壓濾機為化工常用設備，過濾推動力大，泥餅含水率較低，進泥、出泥是間歇的，生產率較低。人工操作的板框壓濾機，勞動強度甚大，大多改用機械自動操作。帶式過濾機是新型的過濾機，有多種設計，依據的脫水原理也有不同(重力過濾、壓力過濾、毛細管吸水、造粒)，但它們都有回轉帶，一邊運泥，一邊脫水，或只有運泥作用。它們的復雜性和能耗都相近。

離心法常用臥式高速沈降離心脫水機，由內外轉筒組成，轉筒一端呈圓柱形，另一端呈圓錐形。轉速一般在3000轉/分左右或更高，內外轉筒有一定的速差。離心脫水機連續生產和自動控制，衛生條件較好，占地也小，但汙泥預處理的要求較高。

機械脫水法主要用於初次沈澱池汙泥和消化汙泥。脫水汙泥的含水率和汙泥性質及脫水方法有關。一般情況下，真空過濾的泥餅含水率為百分之六十至百分之八十，板框壓濾為百分之四十五至百分之八十，離心脫水為百分之八十至百分之八十五。

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