為改善污泥脫水性能，進行機械脫水前一般應平均加入適量的有機高分子絮凝劑，如聚丙烯酰胺(PAM)，來降低污泥的比阻，使其易于脫水。絮凝劑的種類必需和污泥特性相適應，聚丙烯酰胺有陽離子型、陰離子型和非離子型三類，選擇時應從技術、經濟方面綜合衡量，通過試驗篩選合適的絮凝劑類型和品牌，絮凝劑的分子量也要達到一定要求。

因為污泥脫水機是利用固液兩相的密度差來實現固液分離的，因此污泥顆粒比重越大越易于分離。城市污水處理廠的初沉污泥較易脫水，剩余污泥較難脫水，而混合污泥的脫水機能介于兩者之間。

液環層厚度是工藝優化的一個重要參數，直接影響污泥脫水機的有效沉降容積和干燥區長度，進而影響污泥脫水機的處理效果。一般在停機狀態下通過手動調節液位擋板的高低來實現，調整時必需確保各個液位擋板的高低一致，否則會導致污泥脫水機運行時劇烈振動，也有部門國外廠商的產品可以實現液環層厚度的自動調節。液環層厚度增加，會使沉降面積增大，物料在機內停留時間也會相應增加，濾液質量進步，但同時機內的干燥區長度縮短，導致泥餅干度降低。相反，調低液環層厚度可獲得較高的泥餅含固率，但要以犧牲濾液質量為代價。因此應公道地調節液位擋板的高低使泥餅干度與濾液質量達到滿意組合。

差速度直接影響排渣能力、泥餅干度和濾液質量。進步差速度，有利于進步排渣能力，但沉渣脫水時間會縮短，脫水后泥餅含水率大，同時過大差速度會使螺旋對澄清區液池的擾動加大，濾液質量相對差一些。降低差速度，會加大沉渣厚度，沉渣脫水時間增長，脫水后泥餅含水率降低，同時螺旋對澄清區物料的擾動小，濾液質量也相對好些，但會增大螺旋推料的負荷，應防止排渣量減小造成污泥脫水機內沉渣不能及時排出而引起的堵料現象，防止濾液大量帶泥，這時就必需減小進料量或進步差速度。因此應根據物料性質、處理量大小、處理要求及污泥脫水機結構參數來確定差速度大小。一般以為泥餅在干燥區的脫水時間應控制在4～6S秒之間，時間再長效果也不會顯著變化。

轉鼓轉速的調節通常通過變頻電機或液壓馬達來實現。轉速越大，離心力越大，有助于進步泥餅含固率。但轉速過大會使污泥絮凝體被破壞，反而降低脫水效果。同時較高轉速對材料的要求高，對機器的磨損增大，動力消耗、振動及噪聲水平也會相應增加。

螺旋是污泥脫水機的主要構件，它的作用是輸送沉降在轉鼓內側的沉渣和順利排掉沉渣，它不僅是卸料裝置，也決定了出產能力、使用壽命和分離效果。螺旋的類型根據液體和固體在轉鼓內相對移動方式的不同分為逆流式和順流式。逆流式污泥脫水機的加料腔在螺旋中部，也就是位于干燥區和沉降區之間的邊界四周，以保證液相有足夠的沉降間隔，但固相僅能停留其通過圓錐部位所需的時間，因此要求有較高的離心力；物料由這里進入轉鼓內會引起此區已沉降的固體顆粒因擾動再度浮起，還會產生湍流和附加渦流，使分離效果降低。順流式污泥脫水機因為進料口在轉鼓端部，避免了逆流式的湍流，保證沉渣不受干擾，污泥脫水機全長都起到了沉降作用，擴大了沉降面積，懸浮液在機內停留時間增長，從而使分離效果得到進步。因為延長和沒有干擾的沉降可有效地減少絮凝劑的使用量，使機內流體的活動狀態得到很大改善，并且可通過加大轉鼓直徑來進步離心力，因此可明顯降低轉速，節省電力消耗，同時減少噪聲，延長機器的壽命。順流式螺旋結構的污泥脫水機特別合用于固液密度差小，固相沉降機能差，固相含量低的難分離物料。但順流式污泥脫水機的濾液是靠撇液管排出，濾液通過撇液管時未分離出的固相顆粒會再分離沉積在撇液管內，日久會堵塞撇液管通道，需按期沖刷。

從以上分析可看出，轉鼓半錐角是污泥脫水機設計中較為重要的參數。從澄清效果來講，要求錐角盡可能大一些；而從輸渣和脫水效果來講，要求錐角盡可能小些。因為輸渣是污泥脫水機正常工作的必要前提，因此好的設計必需首先知足輸渣前提。對于難分離的物料如活性污泥半錐角一般在6度以內，以便降低沉渣的回流速度。對普通一般物料半錐角在10度以內就能保證沉渣的順利輸送。

沉降在污泥脫水機轉鼓內側的沉渣沿轉鼓錐端被推向出料口時，因為疊螺污泥脫水機離心力的作用，因而受到向下滑移的回流力作用。半錐角越大，污泥受到的離心擠壓力越大，螺旋推力的扭矩越大，葉片磨損越大，以致產生沉渣回流現象而導致螺旋推料器無法排渣。假如半錐角小，其有效沉降面積將大為減小，進而降低污泥脫水機的使用機能。

另外，在相同處理量的情況下，大轉鼓直徑的污泥脫水機可以以較低的差速度運行，原因是大轉鼓直徑的螺旋輸渣能力較大，要達到相同的輸渣能力小轉鼓直徑的污泥脫水機必需靠進步差速度來實現。減小差速度可以增加沉渣脫水時間，降低螺旋對澄清區的擾動，從而進步脫水效果。

轉鼓直徑越大，有效長度越長，其有效沉降面積越大，處理能力也越大，物料在轉鼓內的停留時間也越長，在相同的轉速下，其分離因數就越大，分離效果越好。但受到材料的限制，污泥脫水機的轉鼓直徑不可能無窮制地增加，由于跟著直徑的增加可答應的zui大速度會隨材料堅固性的降低而降低，從而離心力也相應降低。 通常轉鼓直徑在200～1 000mm之間，長徑比在3～4之間。

污泥脫水機是利用固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來實現固液分離的。詳細分離過程為污泥和絮凝劑藥液經進口管道被送入轉鼓內混合腔，在此進行混合絮凝，因為轉子(螺旋和轉鼓)的高速旋轉和摩擦阻力，污泥在轉子內部被加速并形成一個圓柱液環層，在離心力的作用下，比重較大固體顆粒沉降到轉鼓內壁，再利用螺旋和轉鼓的相對速度差把固相推向轉鼓錐端，推出液面之后泥渣得以脫水干燥，推向排渣口排出，上清液從轉鼓大端排出，實現固液分離。