目前污泥处理的主要方式有填埋、堆肥、焚烧和协同焚烧。国内外研究表明，污泥脱水炭化制备的污泥炭更符合污泥稳定化、减量化、无害化和资源化处置的发展方向。根据国际经验，未来污泥处理处置技术的发展方向有四条。
一、 基于沼气能量回收和土地利用的厌氧消化技术
厌氧消化具有以下优点：
1、提高后续治疗效率，降低后续治疗能耗。
一般认为厌氧反应可以减少和稳定污泥。通过厌氧反应，去除污泥中40%-60%的有机物，减少有害细菌。此外，厌氧消化可提高污泥脱水稳定性，使焚烧等后续处理能耗降低35%以上。
2、厌氧消化成本低。
据韦伯咨询统计，简易厌氧消化的投资成本约为20-40万元/(吨/日)。由于缺乏吹风和通风，节省了成本。简易厌氧消化的运行成本约为60-120元/吨(含水量80%，不含浓缩脱水)，好氧发酵的运行成本为120-160元/吨。
欧美50%以上的污泥经厌氧消化处理，产生的沼气可转化为电能，可满足污水厂33%-100%的用电需求。然而，我国污泥厌氧消化的应用并不顺利。在我国建设的约50座污泥厌氧消化设施中，只有20座能够稳定运行。主要原因是污泥质量差，处理厂运行管理水平低。我国污泥含砂量高，有机质含量低，污泥可生化性差，消化设备运行稳定性和产沼气率普遍达不到国外标准。此外，我国沼气利用缺乏激励机制，设备投资成本高，系统运行复杂，难以掌握。
而采用碱水解、热处理、超声波处理和微波处理对污泥进行预处理，可以提高污泥的水解率和厌氧消化性能。并通过项目经验的积累，企业逐步掌握了较为全面的操作技能。厌氧污泥消化技术将是未来的一个主流方向。
二、土地利用好氧发酵技术
好氧堆肥是在好氧条件下，通过微生物发酵将污泥转化为肥料的过程。有机物质被代谢成二氧化碳、水和热。
好氧堆肥的优点包括：
发酵效率高，稳定时间相对较短。气味少，消毒效果好。含水量可降低到40%;污泥产品主要用于盐碱地修复、城市绿化、垃圾填埋场覆盖和建设。利用蚯蚓生物堆肥提高堆肥效果，如兴蓉环境与绿山的合作。
堆肥的难点主要包括：
净能耗和通风能耗占80%。加强好氧堆肥运行不同阶段合理通风量的研究是必要的。缺乏对C/N等控制因素的理论研究，导致调理剂的过量使用。
污泥经发酵后可转化为腐殖质，用于农业、园林绿化或土壤改良，实现污泥中有机质和营养元素的高效利用，设备投资少，运行管理方便。但我国好氧发酵面积大，发酵产物中重金属污染严重，发展难度大。
目前，污泥好氧发酵工程可采用高效、快速、稳定、集约化的设计和运行模式，可大大减少占地面积;另外，研究表明，生活污泥中重金属含量超标约5%，污染风险小，不应成为限制污泥发酵产物土地利用的主要障碍。
因此，《城市污水处理厂污泥处理技术导则(试行)》中也将“好氧发酵土地利用”列为推荐技术路线。这项技术在相对欠发达地区有着光明的前景。
三、 污泥干化焚烧技术路线
长期以来，我国人们对污泥干化焚烧工艺存在误解，认为污泥干化焚烧工艺是一种高能耗、高碳排放的工艺。事实上，世界各国污泥焚烧的能耗都能达到自给自足。根据不同工艺的能耗，焚烧工艺(-100kW/T)相当于堆肥工艺(>100kW/T)。
焚烧可以实现彻底的处理和处置，而随后的堆肥需要考虑储存和运输等能源消耗。此外，污泥中有机物的焚烧是碳中和的。此外，人们还错误地认为污泥焚烧特性和垃圾与二恶英排放源相同。干燥焚烧工艺设备投资大，焚烧产生的烟气污染严重。还需要建立完善的烟气处理系统，这也增加了污泥处理的成本。因此，干法焚烧工艺一般适用于土地利用率低、经济发达的地区。随着人们对碳减排和污泥生物质资源认识的加深，国外干焚烧技术的应用范围开始缩小。但现阶段，在我国，污泥厌氧消化和好氧发酵技术还不成熟，污泥干化焚烧在一定时期内可能出现增长趋势，特别是工业窑炉协同焚烧方式。
污泥低温干化设备 污泥含水率降低至10%~50%
四、 以建材为主的污泥高干脱水技术路线
污泥高干脱水技术的一般认识仍然是添加大量的化学物质，不会导致减产;以及化学物质对后续污泥焚烧、土地利用、建材利用等产品的影响;是一条临时性、应急性的污泥处理处置技术路线。目前，高干脱水工艺中，加入大量的化学物质并不能达到减量化的效果，且不与后续处置相结合，这将阻碍污泥处理技术的发展，导致劣币驱逐良币的现象。
