污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂的添加量对于最终含固率有着重要影响。目前主要有以下几种方法。
自然干化
自然干化可分为晒砂场与干化场两种。前者用于沉砂池沉渣的脱水;后者用于初次沉淀污泥、腐殖污泥、消化污泥、化学污泥及混合污泥的脱水。干化后的泥饼含水率一般为75%一80%。
污泥干化场是一种较老、较简便的污泥脱水方法。主要依靠渗透、蒸发与撇除等三种方式脱除水分。但随着污泥的性质与当地的气象条件不同，由渗透、蒸发与撇除所脱除的水分比例也不同。这种方法脱水时间长，维护管理工作量大，且由于污泥腐败产生恶臭和苍蝇，影响周围环境卫生。因此只适用于村镇小型污水厂污泥处理。
污泥浓缩
污泥浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法，不管污泥采用何种方式处理处置，污泥浓缩是必不可少的。目前污泥浓缩最常用的方法有：重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩和水力旋流浓缩等。
(1)重力浓缩
重力浓缩是在沉淀中通过形成高浓度污泥层达到浓缩污泥的目的。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成，工艺简单有效，但停留时间较长时可能产生臭味;重力浓缩法适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。
(2)气浮浓缩
气浮浓缩与重力浓缩相反，是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围，减小颗粒的比重而强制上浮。因此气浮法对比重接近与1的污泥尤其适用。气浮浓缩法操作简便，运行中同样有一定臭味，动力费用高，对污泥沉降性能(SVI)敏感;适用于剩余污泥产量不大的活性污泥法处理系统。
(3)离心浓缩
离心浓缩是利用污泥中的固、液比重不同而具有的不同的离心力进行浓缩。离心浓缩的特点是自成系统，效果好，操作简便;但投资较高，动力费用较高，且需要较高的维护水平;适用于大中型污水厂生物和化学污泥。
(4)水力旋流浓缩
水力旋流浓缩是利用旋流产生的离心沉降分离现象，代替机械旋转体内的离心沉降分离，达到浓缩的目的。但水力旋流浓缩操作复杂，又容易引起被浓缩堵塞等，大型污泥浓缩装置较少使用。
机械脱水
机械脱水是目前世界各国普遍采用的方法。常用的脱水机械有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机等。近年来，转筒离心机和带式压滤机得到迅速发展，作为污泥脱水的主要机械在世界各国得到广泛应用。
带式压滤机
带式压滤机的主要特点是利用滤布的张力和压力在滤布上对污泥施加压力使其脱水，并不需要真空或加压设备，动力消耗少，可以连续操作。其运行仅仅决定于滤布的速度和能力，即使运行中负荷发生变化也能稳定脱水，结构简单;无噪声和振东，易实现密闭操作。带式压滤机适用于活性污泥和有机亲水性污泥的脱水，目前在污泥脱水中被广泛应用。
离心脱水机
离心脱水主要是利用离心力代替重力或压力作为推动力进行污泥脱水的操作。一般自成系统，运行时不需过多监视，干度较好;但需要特别维护，一般不适于间歇运行;适用于能连续运行的大中型污水厂大量固体的处理。
污泥干化
污泥干化属于热处理工艺，是通过加热污泥，蒸发污泥中的水分，使之完全干化的过程。系统通过用热气直接或间接对脱水污泥(干化前为机械脱水污泥含水率75%一80%)进行加热，使污泥含水率降至10%左右，这时污泥体积大大减小，同时有效地灭绝污泥中的致病菌。通过造粒设备生产出来的污泥产品呈颗粒状，更加方便运输和储存。由于处理过程中只是将污泥中的水分蒸发出来，污泥制成品中有机物含量高，营养分充足，可应用于园林绿化或农业。这种工艺占地面积小，污泥的减容效果明显，而且由于处理过程是在封闭的设备中进行，对环境的影响比较小，但是这种工艺投资比较高。
