污泥處理的首先是濃縮。濃縮方式主要有重力濃縮和機械濃縮兩種。重力濃縮是傳統，也是應用廣泛的濃縮方式。該方法運行成本低，但濃縮效率較低，且受泥質影響較大。機械濃縮主要包括離心濃縮、氣浮濃縮、轉鼓濃縮、帶式濃縮等。機械濃縮設備占地小、效率高，但能耗較大，故運行成本高于重力濃縮。污泥消化技術主要有好氧消化和厭氧消化兩種。厭氧消化產甲烷可以抵消部分污泥的處理成本，好氧消化運行成本較高，應用較少。近年來發展起來的自熱式好氧消化技術是一種有益嘗試，但該技術僅在歐美有小規模的工程應用，國內尚未報道。

污泥脫水是污泥減量的關鍵步驟之一。主流的污泥脫水方式主要有離心脫水、板框壓濾脫水、帶式壓濾脫水三種。帶式壓濾機是目前應用廣泛的脫水方式，占主流污泥脫水方式的80%以上，離心脫水次之，而板框壓濾只能間歇運行，同時化學調理過程的控制較為復雜，占地也相對較大，故在污水處理廠污泥脫水過程中應用較少。

污泥堆肥也是常用的污泥處置方式之一，主要有厭氧堆肥和好氧堆肥兩種。由于采用好氧堆肥方式，污泥有機質降解效率更高，惡臭氣體較少，周期短，故大部分堆肥工程系統都采用好氧堆肥。