本发明公开了一种集浓缩、均质、储存功能于一体的污泥预处理系统及方法，包括浓缩均质储存处理装置、污泥浓度监测装置、污泥回流及循环搅拌系统、控制系统。本发明有浓缩区和均质缓冲区两个功能分区，并设置了循环搅拌模式和回流浓缩模式两种工作模式。回流浓缩模式将不满足浓度要求的污泥回流至浓缩区进行循环浓缩，使得浓缩区停留时间比常规的浓缩池缩小一半左右；循环搅拌模式对浓缩后污泥在均质缓冲区进行均质循环搅拌，避免了浓缩后污泥的沉降问题；控制系统根据污泥浓度监测装置的监测情况，进行相关设备的启停及阀门的通断，实现两种工作模式的自动切换，使处理后待脱水污泥的浓度及浓度变化满足脱水设备的投料要求。