高效污泥脱水机将污泥池内的污泥通过污泥输送泵，被输送至计量槽，通过调节计量槽内液位调整管调节进泥量，多余的污泥通过回流管回流到污泥池；污泥和絮凝剂在絮凝混合槽内，通过搅拌机进行充分混合形成矾花，理想的矾花直径在5mm左右；矾花在浓缩部经过重力浓缩，大量的滤液从浓缩部的滤缝中排出；浓缩后的污泥沿着螺旋轴旋转的方向继续向前推进，在背压板形成的内压作用下充分脱水；脱水后的泥饼从背压板与螺旋主体形成的空隙排出。可通过调节螺旋轴的转动速度和背压板的空隙来调节污泥处理量和泥饼的含水率。
高效污泥脱水机的污泥脱水部分有两种：
1.重力脱水
筛除后的含固率低的污泥均匀地分布在运行速度为1-7m/min的滤带上，随滤带的运行，由于重力作用逐渐脱去其中的大部分游离水。也有小部分水分经滤布本身上面的微小网洞作自由式重力脱水。
2.加压脱水
经重力脱水后的污泥团通过凹型入喉进入到压滤带上，在不侧漏及增厚污泥饼的情况下，使其局限于污泥脱水机滤带的预定宽度，同时让污泥循序渐进地经过一系列固定尺寸的滚轮，由逐次增加挤压污泥的压力来达到脱水；经初挤压脱水的污泥进入一系列固定尺寸的主滚轮与副滚轮，通过逐次增加更大的污泥挤压力来达到高效率脱水的目的；经高效率脱水的污泥在高压剪力区(以滚轮排列的背负角度来增加挤压污泥压力的区域)用适当的压力梯度变化来减少泥饼的含水率。出来的污泥借助高压剪力区(动力为空压机的压力，可由操作实际需求自由调整)，迫使仍留于泥饼中的少许水分彻底完全排出，以得到更低含水率的泥饼。