水環真空泵的各種應用主要表現在以下幾個方面：
水環真空泵普遍地應用於農業排灌、煤炭、冶金、化工、造紙、食品、國防、機械製造、土木建築、醫藥等行業。就其性質分，則用於真空引水、真空脫水、真空蒸發、真空蒸餾、真空濃縮、真空脫氣、真空回潮、真空輸送及氣體壓縮輸送等。
一、真空引水
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我們知道，水泵的工作原理是:葉輪在水中旋轉，水在離心力的作用下甩向四周，於是中間形成了部份真空狀態，外界的水在大氣壓力的作用下，通過進水管源源不斷地進入泵內，然後在葉輪的作用下壓向出水管。
因此，在水泵運轉之前必須向泵內灌水，直到葉輪被浸沒為止。灌水前要在進水管下面安裝底閥，以便灌水時把水堵住，否則水一直流入水池，永遠也灌不滿。但是底閥會給水流帶來很大的局部阻力，以致降低水泵的揚程、流量，增加功率的消耗。
二、真空脫水
真空脫水廣泛地用於煤粉、礦粉、紙漿、鹼、染料、橡膠及水泥等的脫水。
煤炭工業中的洗煤廠利用水環真空泵和過濾機配套，抽吸煤泥水中的水份，從而得到乾的煤泥(濾餅)的方法，是水環真空脫水應用中最典型和最廣泛的例子。
造紙廠真空脫水也是真空脫水中一個典型的用例，其主要原理是利用水環真空泵對紙漿進行真空脫水處理。
三、真空吸送
由於水環真空泵具有等溫壓縮這個突出的優點，使它特別適合抽吸或壓送易燃、易爆等氣體，又由於採用水封，所以在抽吸和壓送有毒、有害的氣體時，可以避免和減少危畜
真空吸送的物質可以是固體、液體或氣體。
真空吸送干新砂、舊砂、粘土粉、煤粉和某些粉料(如氧化鋅粉)，是真空吸送的典型例子。
真空吸送固體有一系列的優點:
1.設備簡單、維修容易;
2.布置靈活機動，易適應不同的生產環境;
3.勞動條件好，輸送效率高。
它的缺點是:
1.對吸送物料的物理性狀有一定的要求;
2.排料裝置的密封以及連續出料、有效喂料裝置等方面尚存在某些問題，
3.輸送距離和提升高度受一定限制。
四、真空蒸發
液體的蒸發速度是隨著周圍氣壓的降低而增加的。因此，可用水環式真空泵來降低周圍的壓力，加快蒸發速度，提高勞動生產率。生產無水酒精的工序中就有這種用例。
五、真空精餾
在石油、化工及醫藥工業中常用水環真空泵對精餾塔進行減壓操作，以達到精餾的目的。作為農藥、染料和溶劑的氯化苯，就在精餾塔里通過負壓操作精餾出來的。
六、真空濃縮
真空濃縮的作用和原理與真空蒸發相同。不同的是真空濃縮得到的是高濃度的溶液。同樣，真空度對真空濃縮的生產率有明顯的影響。
例如，食品工業中番茄漿生產，是將番茄壓出的汁，在真空條件下使水分大量蒸發，使番茄汁濃縮成漿而成的。鮮番茄壓出來的汁，一般含有4-5%的可溶性物質。在真空濃縮鍋濃縮后的番茄漿含可溶性物質達28~30%，所以6-7噸的番茄汁才能濃縮成一噸成品。由此可見蒸發水量是很大的。
使用水環真空泵進行真空濃縮，在-680毫米汞柱的真空度下蒸發水量為3.5噸/小時，若將真空度提高到-720毫米汞柱，則蒸發量可達到4.5噸/小時。
七、真空回潮
主要應用於煙葉真空回潮處理上。煙葉所含水分應限制在一定的範圍內。水分太少，煙葉乾枯，破碎后成粉末，無法進行捲煙。水分太多，煙葉一捏就成一團，無彈性，不好分離，捲煙困難，又不易點著。煙絲的水分含量一般以21%左右為宜。
真空回潮是生產紙煙的頭道工序，將煙葉送進回潮箱里，密封後用水環真空泵抽成-700毫米汞柱的真空度。通過埋入到煙葉里的許多管道口，可將煙葉內夾雜有各種怪味的氣體和水分抽除，煙葉逐漸乾燥收縮，形成一個個氣孔。一定時間后再通入水和水蒸汽的霧狀氣體。此時水環真空泵要求保持一定的氣量，以便將水和水蒸氣所帶來的氣體抽除，並要求保持煙葉的真空度，以便使霧狀氣體逐漸填滿氣孔，浸潤煙葉。達到規定的含水濃度后，將水環真空泵、水蒸氣和水管關閉。煙葉真空回潮處理結束。
八、汽輪機凝汽器抽真空裝置
由工程熱力學蒸氣熱力循環理論可知，為了使熱力設備具有較高的熱效率，凝汽器須維持較高的真空度。射汽抽氣器和射水抽氣器是目前抽凝汽器真空的兩個主要設備，但這兩種設備都有著效率低、壓縮比低的缺點。隨著機組向高參數、大容量方向的發展，這種設備就顯得不經濟。如果採用由水環真空泵和其它抽氣器組成的「聯合抽真空裝置」，就可以大大提高效率，降低能量的消耗。
九、真空脫氣
工業上有不少製品在生產工序中往往要進行真空脫氣處理。例如，陶土製品(磚、瓦、碗、瓷器、絕緣瓷瓶等)要求在成型之前對陶泥進行真空脫氣處理。
十、氣體的壓縮輸送
在「真空吸送」的應用里已經說過，由於水環式真空泵的等溫壓縮和採用水封的特點，使它適合抽壓易燃、易爆、有毒及有害的氣體。水環真空泵常用來抽壓的氣體有氫、氧、氮、氯、乙烯、乙炔、丙烷、瓦斯、天然氣、二氧化碳等。使用時要考慮採用安全設備或安全措施，例如用防爆電機，抽壓與空氣混合有危險的氣體前要把水環真空泵內空氣置換掉等。輸送氣體時管道的阻力，混合室中氣體的充分混合以及反應塔里的固有壓力等，都使得對水環壓縮機的排氣壓力有一定的要求。
如果壓縮氣體是有毒、有害的，為了避免危害，減少污染，常常要求水環真空泵的工作液封閉循環使用。
