阳离子污泥脱水剂链状分子上的荷电基团为正电荷，能中和污泥颗粒表面上的负电荷，具有压缩双电层功效；较长的分子链又能在污泥颗粒之间产生吸附和架桥作用，适宜污泥调质。一般认为，污泥脱水中使用高分子量及高电荷密度的阳离子污泥脱水剂可以显著提高脱水效率。
但有研究表明，对污泥胶体颗粒的絮凝作用机理主要是吸附架桥或网补、卷扫，而不是电性中和。Novak也指出，用于污泥调质的有机高分子絮凝剂的相对分子质量大小比其所带电荷类型、电荷密度更为重要。与阳离子污泥脱水剂相比，阴离子污泥脱水剂量通常较大，聚合度较高，分子链较长，因而吸附架桥能力强，可用于污泥脱水前调质。
阴离子污泥脱水剂存在一个最佳投加量，当超过这个值时，污泥比阻反而上升。这是因为在污泥中加入过量污泥脱水剂后，许多污泥脱水剂分子链的一端吸附在同一个颗粒表面，或者许多个污泥脱水剂分子线团环绕在污泥颗粒周围，形成水化外壳，将颗粒完全包围起来，阻止了颗粒间的接触，对污泥颗粒起到了保护作用。
投加阳离子和阴离子污泥脱水剂都可以显著改善污泥脱水性能。阴离子污泥脱水剂在投加量和价格方面都低于阳离子污泥脱水剂，可作为自来水厂污泥脱水前调质的首选药剂。
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