污泥機械脫水是以過濾介質兩面的壓力差作為推動力，使污泥水分被強制通過過濾介質，形成濾液；而固體顆粒被截留在介質上，形成濾餅，從而達到脫水的目的。污泥機械脫水方法有真空吸濾法、壓濾法和離心法等。
真空過濾脫水目前應用較少，使用的機械稱為真空過濾機，可用于經預處理后的初次沉淀污泥、化學污泥及消化污泥等的脫水。真空過濾機脫水的特點是能夠連續生產，運行穩定，工序較復雜，運行費用較高。
壓濾脫水采用板框壓濾機。它的構造較簡單，過濾推動力大，適用于各種污泥。但不能連續運行。
滾壓脫水采用帶式壓濾機。其主要特點是把壓力施加在濾布上，用濾布的壓力和張力使污泥脫水，而不需要真空或加壓設備，動力消耗少，可以連續生產。這種脫水方法目前應用廣泛。
離心脫水中脫水的推動力是離心力，推動的對象是固相，離心力的大小可控制，比重力大幾百倍甚至幾萬倍，因此脫水的效果也比濃縮好。離心機可連續操作，工作場所衛生條件好，占地面積小。但耗電量大，噪聲大。
常見的污泥脫水機類型有：
滾壓式污泥脫水機
板框式壓濾機
帶式壓濾機
離心式污泥脫水機
疊螺式污泥脫水機
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