一般來講，為了不造成環(huán)境的二次污染，需要在污水處理的二級處理之后添加一道污泥處理工藝。污水處理的目標通過把水中雜質(zhì)濃縮成固體形態(tài)再從流體中分離而實現(xiàn)。這種濃縮質(zhì)變稱為污泥，因包含了大量的有害物質(zhì)，需要妥善處置。污泥處理設(shè)備大約占污水處理廠的40%-60%基建投資，污泥處理則占50%左右的處理費用，同時也造成了和其經(jīng)濟費用不成比例的處理難度。

　　首先，原污泥通過污泥泵由二沉池打到另一個池子中從而和上清液分離。因為原污泥的含水率通常能達到99.5%，所以污泥必須濃縮，有多種可行的方法用于減少污泥的體積。例如真空過濾和離心等機械處理的方法通常用于將污泥以半固體形式處置之前。通常這些方法是污泥焚燒處理的準備工作。如果計劃采用生物處理，則多數(shù)才用重力沉降或者是氣浮的方法進行濃縮。這兩種情況所對應(yīng)的污泥仍然是流態(tài)的。

　　重力濃縮池的設(shè)計和運行類似于污水處理中的二沉池。濃縮功能是主要的設(shè)計參數(shù)，為了滿足更大的濃縮能力，濃縮池基本上比二沉池要深。一個設(shè)計正確，運行良好的重力濃縮池至少能提高兩倍的污泥含泥量。也就是說，污泥的含水率可以有99.5%減少到98%，或者更少。這里值得一提的是，重力濃縮池的的設(shè)計要盡量基于中式結(jié)果的分析，因為合適的污泥負荷率與污泥的屬性的有很大關(guān)系的。

　　如果采用溶氣氣浮濃縮，需要有一小部分的水，通常是二沉池出水，在400kPa的壓力下充氣。這種過飽和的液體通入罐底，而污泥在大氣壓下通過。氣體以小氣泡的形式和污泥中的固體顆粒黏附，或則是被包圍，從而帶動固體顆粒上浮到表面。濃縮了的污泥的上部被除去，而液體由底部流回溶氣罐充氣。

　　體積減少后，污泥中含有大量的有害成分，在處置之前需要將之轉(zhuǎn)化為惰性成分。最常用的方法是生物降解穩(wěn)定。因為這個過程目的在于將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為最終無菌產(chǎn)物，所以常應(yīng)用消化的方法。污泥消化既能進一步的減少污泥體積也能使所含固體轉(zhuǎn)化為惰性物質(zhì)并且大體的上沒有病菌。通過厭氧消化或好養(yǎng)消化都能達到污泥消化目的。

　　污泥含有多種有機物，因此需要多種微生物來分解。有關(guān)資料將厭氧消化中的微生物分為兩類：產(chǎn)酸菌和甲烷菌。所以，我們也能把厭氧消化分為兩步。第一步，由兼性厭氧菌和厭氧菌組成的產(chǎn)酸菌通過水解作用溶解有機固體。接著溶解質(zhì)由發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為酒精和低分子量分子。第二步，有嚴格厭氧菌組成的甲烷菌將乙酸、酒精、水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。因為兩種菌群只能在無氧的環(huán)境下存活，所以厭氧消化的反應(yīng)器必須是密閉的。設(shè)計容器的時候同時也要考慮另外的一些因素，例如：溫度、pH值和混合物攪拌。

　　污泥也可以通過好氧消化穩(wěn)定。這種消化基本上只能用于可生化污泥而不能用于初沉池污泥，伴隨著二沉池和污泥濃縮池中污泥體積的減少，這個工藝需要不斷的鼓氣。好氧消化多應(yīng)用于深度曝氣系統(tǒng)。再者，好氧消化對環(huán)境條件不敏感，也不局限有流行變化。

　　污泥消化以后，污泥中的有機物能被去除并且能進一步的減少污泥體積。接下來，污泥需要處置。多種方法可以用來有效的處置污泥。其中包括焚燒、衛(wèi)生填埋和用作化肥以及土壤改良劑。原污泥可以用來焚燒，可以有效地減少含水率。添加燃料可以用來引起和維持燃燒，城市垃圾也可能用來達到這個目標。原污泥和消化污泥也可以用衛(wèi)生填埋來處置。污泥的土地應(yīng)用實踐了好幾年，而現(xiàn)在只限于處理消化污泥。污泥的營養(yǎng)成分有利于植物成長，而其顆粒特性可用于土地改良。這些應(yīng)用局限有飼料作物和非人類消費，而運用于支持可食用植物的可能性正在研究中。污泥土地應(yīng)用的主要限制因素為植物富集金屬毒性和水體富營養(yǎng)污染。污泥的應(yīng)用可通過在流態(tài)時由噴淋器噴淋、溝渠導(dǎo)流或直接注入土壤。去水污泥可以由傳統(tǒng)農(nóng)用機械鋪設(shè)在土地之上在和培養(yǎng)土壤。