При зневодненні осаду стічних вод волога видаляється до стану, що дозволяє переміщати його за допомогою транспортерів. При цьому вологість опадів може залишатися ще досить високою – до 80%. Природним шляхом домогтися зневоднення осаду стічних вод до його переходу в сипучий стан можна лише шляхом тривалого підсушування на майданчиках складування. При зневодненні досягається зменшення обсягу осаду в кілька разів. Однак механічне зневоднення осаду неможливо без його попереднього кондиціонування в основному за допомогою хімічних реагентів. Зневоднення осаду дозволяє здійснювати його подальшу економічну обробку шляхом пастеризації, компостування, термічної сушки або спалювання. Можливо знижувати вологість і обсяг опадів випаровуванням вологи за рахунок нагрівання, але такий спосіб пов’язаний з великими витратами енергії, тому методи механічного зневоднення осадів набули широкого застосування. Найбільш ефективно зневоднення на фільтр-пресах, центрифугах і вакуум-фільтрах. Поряд з механічними методами зневоднення осадів досить широко застосовується підсушування опадів на мулових майданчиках.

Цей  процес  зазвичай  здійснюється  на  вакуум-фільтрах, листових фільтрах,  фільтр-пресах. На вакуум-фільтрах видаляється  близько 80% ,  на  листових  фільтрах – 90%,  на  фільтр-пресах – 98%  загальної кількості  зв’язаної води, що  міститься  в осаді.  Вибір  типу  фільтра  визначається  техніко-економічними  розрахунками  та  залежить головним чином від умов  подальшого використання або подальшої обробки осадів.

Останнім часом фільтр-прес  досить поширений при зневодненні осаду стічних вод. Його застосовують для обробки аморфних опадів, що стискаються. У порівнянні з вакуум-фільтрами при інших однакових умовах після обробки на фільтр-пресах виходять опади з меншою вологістю. Фільтр-прес  застосовують, коли осад направляють після зневоднення на сушку або спалювання або коли необхідно отримати осад для подальшої утилізації з мінімальною вологістю.

Розрізняють рамні, камерні, мембранно-камерні, стрічкові, барабанні і гвинтові (шнекові) фільтр-преси.

Центрифуги – це апарати для розділення твердої і рідкої фаз при відцентровому прискоренні, яке в сотні разів перевищує прискорення вільного падіння. За принципом дії центрифуги класифікуються на осаджувальні і фільтруючі, періодичної і безперервної дії. Для зневоднення осадів стічних вод найчастіше застосовуються центрифуги осаджувальні горизонтальні шнекові безперервної дії (ОГШ).

Зневоднення осаду стічних вод на мулових майданчиках для очисних станцій середньої і великої пропускної здатності часто виявляється неможливим через відсутність вільних земельних площ для влаштування мулових майданчиків. Для великих міст з розвиненою інфраструктурою використання процесів природного сушіння опадів нераціонально, як з економічної, так і екологічної точок зору. На сьогоднішній момент механічне зневоднення осадів на вакуум-фільтрах, фільтр-пресах і центрифугах є оптимальним методом їх переробки.