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有污泥處理設施。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)運行中復雜、且花費的一部分。

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。污泥的應用可通過在流態(tài)時由噴淋器噴淋、溝渠導流或直接注入土壤。去水污泥可以由傳統(tǒng)農用機械鋪設在土地之上在和培養(yǎng)土壤。

大量的污泥產(chǎn)生，而這種污泥中含有相當大量的油，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。

污泥處理是污水處理的重要組成部分，從沉淀池排出的污泥其含水率很高，通常在95%以上，因此需要對污泥進行干化處理。污泥干化主要有壓濾機壓濾和污泥干化池干化兩種方法。其中壓濾的方法投資大，運行費用高。而污泥干化池干化的方法投資小運行費用低，因而在有足夠空間的地方多采用污泥干化池干化。