污泥中所含的自由水的去除较为容易。但是污泥中菌胶团周围吸附了大量的微生物及其代谢产物(糖类、脂类、有机酸和蛋白质等) ,这些吸附物在菌胶团的外层形成疏水膜, 包裹在有机质疏水膜中的水分称为菌胶团包含水, 这部分水很难去除,且量较大。
污泥通过浓缩后可以达到5%~10%的固体物含量，再通过脱水装置可达到20%~50%的固含量。脱水工艺主要包括机械脱水和自然脱水， 一般机械脱水在实际生产中利用得较多。机械脱水的关键是要提供足够大的压力来克服过滤介质的阻力， 使固体颗粒被截留在介质上。根据过滤介质两面压力差来源的不同可将脱水设备分成四类： 依靠污泥自身厚度产生的静压力来脱水的设备； 在过滤介质的一面造成负压的真空吸滤脱水装置； 对污泥直接加压把水分挤出的压滤脱水装置； 制造离心力来达到固液分离的离心脱水装置。
近年来利用超声波对污泥进行脱水处理的研究越来越多。超声波具有较高的能量， 能在水中急剧放电，产生高温和高压等极端条件，能破坏菌胶团结构,提高污泥的脱水性能。超声波对污泥的作用受超声波强度、作用时间和频率的影响。高强度、短时间的处理效果较好, 处理后污泥颗粒粒径约80μm 左右,污泥的脱水性能提高，沉淀性好；经高强度、长时间处理,污泥颗粒粒径约5μm 左右。高频(>1000kHz)超声波的化学效应较强，低频(<100kHz)超声波的物
理效应较强，所以低频的处理效果更好。