生活污水和工業廢水進入城市污水處理廠，經過一級、二級等一系列的物理、化學和生物處理后，在各級的處理構筑物中截留的固態物質就是污泥。
未經處理過的污泥含水率一般在98%左右，按水分在污泥中存在的形式可分為間隙水，毛細管結合水、表面吸附水和內部水，分別占污泥水分的70%、20%、7%、3%左右，脫除這幾類水分的技術難度和成本依次升高[1]。
污泥中除了含有大量的水分，還包含了微生物細胞群體及其分解產物，不僅含有豐富的有機質、植物生長所需營養元素（氮、磷、鉀、鎂、硫、鈣等多種礦物鹽）[2]和微量元素（鐵、錳、鋅、銅、硼等）還具有一定的熱值（9204～12552kJ/kg）。因此，污泥作為污水處理的產物，是可有效利用的資源，應從資源化著眼，以減量化、穩定化和無害化為目標，遵循循環經濟的理念，兼顧生態環境效益和經濟效益之間的平衡，徹底解決污泥對環境污染的問題。
2污泥的處理與處置
圖1中的污泥處理處置技術，不管是處理過程中產生的物質還是處理的最終產物基本可實現再利用。
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圖1污泥處理處置流程
2.1污泥處理技術
污泥處理是實現污泥的減量化、穩定化和無害化的過程，并且在處理過程中盡可能利用產生的能量和物質，為后續污泥處置創造良好的條件。
2.1.1污泥厭氧消化
污泥厭氧消化具有能耗低、產沼氣、殺滅病菌蟲卵等優點，是實現污泥的穩定、減量和無害的有效方式。
（1）污泥厭氧消化預處理技術
由于污泥中大部分有機物存在于微生物的細胞內，微生物細胞壁阻礙了水解酶對這部分有機物的水解，使得水解過程成為厭氧處理系統的限速步驟。因此，為改善污泥厭氧處理的效果，增大甲烷產量，對其采用不同的預處理方式，能有效破碎微生物的細胞壁（膜）結構，釋放出污泥中的溶解性有機組分，使胞外酶與厭氧微生物所需的基質充分接觸，從而加快污泥水解及整個厭氧消化的進程。
大量的實驗和實踐發現熱處理法已具備工程運用的條件，且基建投資和運行成本都相對較低。通過加熱使得污泥中的部分細胞體受熱膨脹而破裂，釋放出蛋白質和膠質、礦物質以及細胞膜碎片，進而在高溫下受熱水解、溶化，形成可溶性聚縮氨酸、氨氮、揮發酸以及碳水化合物等。挪威Hamar污水處理廠3年的運行實踐證實采用熱處理法不僅可以有效改善污泥的消化性能，還為整個厭氧消化過程節省25%的能耗[3]。
此外，超聲波處理法、臭氧氧化法、r射線輻照法、生物酶技術等新型預處理技術，由于受到技術、設備和資金的限制還需進一步優化和完善。
（2）污泥厭氧消化
厭氧消化分為水解產酸（液化）和厭氧發酵產氣（氣化）兩個階段，見圖2[4]。厭氧消化一般情況下可以使污泥固體總量的25%～50%被分解，為后續污泥處理系統減少了費用；消化產生的甲烷能實現污水廠部分能量自給，產生的污泥含有一定量的灰分和有機物，能提高土壤的肥力改善土壤的結構，而高溫消化(50～60℃)還能有效殺滅致病菌[4]。
建立一套沼氣利用系統可以實現厭氧過程中沼氣最大限度利用。青島海泊河污水處理廠建立了一套沼氣驅動鼓風機、余熱回收、沼氣鍋爐污泥加熱的整體系統，通過對沼氣脫硫系統、沼氣儲罐和消化池的一系列技術改造，實現了沼氣生物能的最大回收，同時采用圓鼓滾動和圓盤造粒法把消化污泥制成了有機復合肥，并將該復合肥應用于多種農作物的能效試驗，結果證明污泥中的重金屬含量未超出農用污泥污染控制指標，返溶率很低，農用時不會對土壤造成重金屬污染，復合肥中的有機物和氮磷鉀等營養元素的含量相當豐富，是很好的農肥資源[5]。
