離心脫水機工作原理是：需脫水的污泥從中心管進入脫水機內轉子，在離心力的作用下，被甩到周壁，形成一個圓環形的淺池。由于污泥中所含成分的相對密度不同，在轉子內會產生分層現象，較重的無機顆粒位于圓環最外層。固體顆粒比水重，在轉子內壁上沉淀，即位于圓環的最外層，較輕的水形成內環。在這種離心式脫水機的一端設有高度可調的圓環形堰板。轉子內圓環形淺池的濃度取決于堰板的高度。隨著進泥量的增加位于轉子中心即內層的水分積到一定厚度，超過堰板高度后翻出堰板排出。堰板的高度直接影響著澄清去的沉淀時間和脫水效果。一般堰板的內徑應大于錐體的直徑。在堰板的另一側設有螺旋輸送器，沉淀在轉子內壁上的污泥固體依靠轉子和螺旋輸送器的速度差輸送至轉子的錐體端，進一步脫水后排出。一般螺旋輸送器的轉速略大于轉子的轉速。通過調節螺旋輸送器的速度和調節堰板高度來達到最佳脫水效果。
    按照沉淀的污泥固體與進入轉子的污泥水在轉子內的流向。轉筒式離心脫水機可分異向流和同向流兩種。同向流轉筒式離心脫水機具有原液流動方向與污泥流向相同。沉淀后的底泥從錐體端經錐體進一步濃縮脫水后排出。異向流轉筒離心機脫水機與同向流轉筒式離心脫水機的區別主要有兩點：一是同向流原液直接從柱體端部進入，而異向流雖然也從柱體端部進入，但是原液是用一根進泥管經柱體端部伸入轉子內一段較長的距離。其二是同向流轉筒式離心脫水機的上清液是在其末端，用管子收集后，從柱體端部引出，而異向流是直接從端部引出，上清液容易將沉淀沖起而混摻，因此，從固體回收率即分離效果上看，同向流優于異向硫。

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