在给水和废水（包括污水）处理中，采用各种分离方法去掉溶解的、悬浮的或胶体的固体物质，从中产生的沉渣称为污泥。污泥中有机物含量高，容易腐化发臭；颗粒较细，密度较小，含水率高且不易脱水。污泥中还含有氮、磷、钾等植物营养素，可以作为肥料。干燥污泥具有较高热值，可以燃烧。由于城市污水中混有医院排水和某些工业废水，污泥中常常含有寄生虫卵、细菌和重金属等有害物质。 

  污泥处理的主要目的有三个方面:(1)是减少污泥的体积，即降低含水率，为后续处理、利用、运输创造条件，并减少污泥处置前的容积。

                         　　(2)使污泥无害化、稳定化。污泥中常含有大量的有机物，也可能含有多种病原菌，有时还含其他有毒有害物质，必须消除这些会散发恶臭、导致病害及污染环境的因素。 

                           　　(3)通过处理改善污泥的成分和某种性质，以利于应用并达到回收能源和资源的目的。

污泥浓缩就是通过去除污泥颗粒间的自由水分，以达到减容的目的，从而减轻污泥后续处理、处置和利用设备、设施的压力。由于剩余活性污泥的含水率很高，一般都应进行浓缩处理。污泥浓缩的基本方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。 污泥的消化与调理：为了改善污泥脱水性能，提高机械脱水设备的处理能力，污泥浓缩或脱水前常采用消化或化学调理等方法进行预处理。污泥的消化是在人工控制下，通过微生物的代谢作用使污泥中的有机物稳定化。污泥消化可分为厌氧消化（生物还原处理）和好氧消化（生化氧化处理）两种，一般说的污泥消化常指厌氧消化。厌氧消化是目前国际上常用的污泥生物处理方法，是大型污水处理厂经济的污泥处理方法；好氧消化需添加曝气设备，能耗大，多用于小型污水处理厂。污泥的调理在污泥浓缩或机械脱水前，其目的是改善污泥浓缩和脱水的性能，提高机械脱水设备的处理能力。调理的方法有化学调理、淘洗、加热加压调理和冷冻融化调理等。

污泥的脱水（干化和干燥）：干化和干燥是污泥深度脱水的一种形式，其所应用的污泥脱水能量（推动力）主要是热能。干化、干燥是使热能传递至污泥中的水，并使其汽化过程。主要应用自然热源（太阳能）的干化过程称自然干化；使用人工能源当热源的则称污泥干燥以示区别。由于污泥干燥能耗相当高（每千克水去除的能耗为3000~3500kJ），因此污泥干燥仅适用于脱水污泥的后续深度脱水。

 污泥的焚烧：焚烧过程是将干化后的污泥与空气中的氧在高温下发生燃烧反应，使其氧化分解，达到减容、去除毒性并回收能源的目的。焚烧后的产物为化学性质比较稳定的无害化灰渣。污泥焚烧设备主要有立式多段炉（多段竖炉）、回转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。

  污泥的综合利用：污泥的综合利用有农田林地利用、建筑材料应用、填埋、污泥投海和能源回收等。污泥中含有的氮、磷、钾、微量元素等是农作物生长所需的营养成分，其含量高于常用的农家肥；有机腐殖质（初沉池污泥含33％，消化污泥含35％，活性污泥含41％，腐污泥含47％）可改善土壤结构、提高保水能力和抗侵蚀性能，经过处理的污泥是良好的土壤改良剂。污泥堆肥产品还可以与市售的无机化肥（尿素、氯化铵、碳酸氢铵、磷酸铵、过磷酸钙、钙镁磷肥氯化钾和磷酸钾等）共同生产有机－无机复混肥。污泥可用于制砖和制纤维板。污泥制砖有干化污泥直接制砖和污泥灰渣制砖两种方法。污泥可单独填埋，也可与垃圾等其它固体废弃物一起填埋。污泥投海是经过消化处理的污泥。污泥的主要成分是有机物，其中有一部分能够被微生物分解，产物是水、甲烷（CH4）和二氧化碳；另外干污泥具有热值，可以燃烧，所以通过制沼气、燃烧及制成燃料等方法，可以回收污泥中的能量。污泥进行厌氧消化即可制得沼气。污泥中含有大量的有机物和部分纤维木质素，脱水后具有一定的热值。前正在发展一种新的热能利用技术—低温热解，即在400~500℃、常压和缺氧条件下，借助污泥中所含的硅酸铝和重金属（尤其是铜）的催化作用将污泥中的脂类和蛋白质转变成碳氢化合物，产物为燃料油、气和碳。