污泥處理是對污泥進行減量化、穩(wěn)定化和無害化處理的過程。污水處理程度越高，就會產(chǎn)生越多的污泥殘余物需要加以處理。除非是利用土地處理或污水塘處理污水，否則一般的污水處理廠必須設(shè)有污泥處理設(shè)施。對現(xiàn)代化的污水處理廠而言，污泥的處理與處置已成為污水處理系統(tǒng)運行中復(fù)雜、且花費的一部分。

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。

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。步，由兼性和組成的產(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。

大量的污泥產(chǎn)生，而這種污泥中含有相當(dāng)大量的油，必須在終處置之前將之去除。煉油廠產(chǎn)生的污泥不能被的處置，除非將其含油量去除到一定程度。此外，在煉油廠的油水分離系統(tǒng)和儲油罐中因為含油原料的累積而產(chǎn)生的污泥的處理費用很高，并且對環(huán)境造成很嚴重的污染。石油是一種疏水混合物例如：烷烴，芳香烴，樹脂和瀝青。許多化合物是有毒性的，致突變的和致癌的。它們的排放的受到嚴格控制的，因為它們對人體健康和環(huán)境的負面影響，它們被美國環(huán)保部門分類并列為環(huán)境污染物優(yōu)先。