一種污染底泥之凝膠分離方法，其包括：使污染底泥以停留時間(RT)為10sec以上的方式通過填充有的特製之PVA凝膠球顆粒之分離層；其中該污染底泥通過分離層的速率V (cm/sec)、該分離管柱之直徑D (cm)、與該PVA凝膠球顆粒之分離層厚度L (cm)滿足下列關係數式(1)、(2)、(3)； 0.6≧V≧0.1    ------------------------------(1) L≧6.0    ------------------------------------(2) 3.75≧L/D≧0.001        -------------------------(3) 該PVA凝膠為包括PVA基材、凝膠組分、發泡劑、及其混合物構成組成之群組中所選出之至少一種； 該PVA凝膠球顆粒之平均粒徑為在1.0mm至10.0mm之範圍。