本发明涉及一种流域水污染治理用污泥脱水装置及其使用方法，包括离心脱水筒；离心脱水筒上设置有污泥入口；污泥入口通过管体与污泥泵相接，所述的离心脱水筒内具有储存腔；所述的储存腔的外侧为脱水腔；脱水腔和储存腔之间为滤板；储存腔与第一转动机构相接；离心脱水筒底部设置有挤压脱水筒；挤压脱水筒内设置有旋转挤压筒；旋转挤压筒具有挤压端；旋转挤压筒与挤压脱水筒之间形成挤压腔。本发明具备以下有益效果：通过设置离心脱水筒，当污泥进入到离心脱水筒中的储存腔之后，在离心脱水筒的高速旋转下，会将部分的水分向四周挥洒，穿过滤板进入到脱水腔中，而污泥在滤板的隔绝之下，依然会处于储存腔中，此时的污泥经过第一次脱水。