本发明涉及一种用于污水处理厂污泥深度脱水的节能冷冻预处理装置，结构为每个保温库内安装一台压缩机室内机、两台压缩机室外机、若干传送轴，传送轴上铺满滤布，一台压缩机室外机安装在保温库室外顶部，另一台压缩机室外机安装在保温库室内底部，每台压缩机室内机分别与同一保温库室外顶部的室外机和相邻另一个保温库室内底部的室外机相连。本发明通过将压缩机制冷与散热置于两个保温库内，通过传动轴和滤布，将污泥均匀的摊铺在保温库内的每层滤布上，有效利用空间，扩大热交换面积，提高冻融效率；同时相向运转，同时使得污泥入库、出库时库内温度与外界环境温度相同，避免保温库内外的热交换，使得在冷冻过程中实现最大程度的节能。