本发明涉及一种污泥深度脱水处理系统，属于环境岩土工程技术领域。脱水处理系统由磁化预处理装置、粉剂自动加药装置、水剂自动加药装置、管道、阀门、传感器、污泥计量泵、药剂计量泵、污泥泵、真空压力表、板框压滤机、滤液收集器组成，磁化预处理装置可节省药剂的投加量，降低药剂费用；传感器、粉剂自动加药装置及水剂自动加药装置与控制系统连接可实时在线监测数据、自动调控给药，极大的提高工作效率；通过污泥的循环处理可使污泥达到最佳预处理效果，达到污泥的深度脱水。本发明设计合理、结构简单、操作方便，可在磁化及药剂多因素协同预处理条件下达到污泥的深度脱水且污泥调质脱水过程能耗少、成本低。