首先，原污泥通過污泥泵由二沉池打到另一個池子中從而和上清液分離。因為原污泥的含水率通常能達到99.5%，所以污泥必須濃縮，有多種可行的方法用于減少污泥的體積。例如真空過濾和離心等機械處理的方法通常用于將污泥以半固體形式處置之前。通常這些方法是污泥焚燒處理的準備工作。如果計劃采用生物處理，則多數才用重力沉降或者是氣浮的方法進行濃縮。這兩種情況所對應的污泥仍然是流態的。
重力濃縮池的設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計參數，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，重力濃縮池的的設計要盡量基于中式結果的分析，因為合適的污泥負荷率與污泥的屬性的有很大關系的。
如果采用溶氣氣浮濃縮，需要有一小部分的水，通常是二沉池出水，在400kPa的壓力下充氣。這種過飽和的液體通入罐底，而污泥在大氣壓下通過。氣體以小氣泡的形式和污泥中的固體顆粒黏附，或則是被包圍，從而帶動固體顆粒上浮到表面。濃縮了的污泥的上部被除去，而液體由底部流回溶氣罐充氣。
體積減少后，污泥中含有大量的有害成分，在處置之前需要將之轉化為惰性成分。最常用的方法是生物降解穩定。因為這個過程目的在于將物質轉化為最終無菌產物，所以常應用消化的方法。污泥消化既能進一步的減少污泥體積也能使所含固體轉化為惰性物質并且大體的上沒有病菌。通過厭氧消化或好養消化都能達到污泥消化目的。
污泥含有多種有機物，因此需要多種微生物來分解。有關資料將厭氧消化中的微生物分為兩類：產酸菌和甲烷菌。所以，我們也能把厭氧消化分為兩步。第一步，由兼性厭氧菌和厭氧菌組成的產酸菌通過水解作用溶解有機固體。接著溶解質由發酵作用轉化為酒精和低分子量分子。第二步，有嚴格厭氧菌組成的甲烷菌將乙酸、酒精、水和二氧化碳轉化為甲烷。因為兩種菌群只能在無氧的環境下存活，所以厭氧消化的反應器必須是密閉的。設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。
污泥也可以通過好氧消化穩定。這種消化基本上只能用于可生化污泥而不能用于初沉池污泥，伴隨著二沉池和污泥濃縮池中污泥體積的減少，這個工藝需要不斷的鼓氣。好氧消化多應用于深度曝氣系統。再者，好氧消化對環境條件不敏感，也不局限有流行變化。
污泥消化以后，污泥中的有機物能被去除并且能進一步的減少污泥體積。接下來，污泥需要處置。多種方法可以用來有效的處置污泥。其中包括焚燒、衛生填埋和用作化肥以及土壤改良劑。原污泥可以用來焚燒，可以有效地減少含水率。添加燃料可以用來引起和維持燃燒，城市垃圾也可能用來達到這個目標。原污泥和消化污泥也可以用衛生填埋來處置。污泥的土地應用實踐了好幾年，而如今只限于處理消化污泥。污泥的營養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污染。污泥的應用可通過在流態時由噴淋器噴淋、溝渠導流或直接注入土壤。去水污泥可以由傳統農用機械鋪設在土地之上在和培養土壤。
上述文字指的是一般污泥的處理。因為污泥能造成環境的污染，所以我們需要盡最大的努力使之無害化。如今，很多導致類型污染的具有不同特性污泥正在研究中。在本文中，我將敘述一種來自于人類產油和石油工業的污泥，這個代表性污泥稱之為含油污泥。
大量的污泥產生，而這種污泥中含有相當大量的油，必須在最終處置之前將之去除。煉油廠產生的污泥不能被安全的處置，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和儲油罐中因為含油原料的累積而產生的污泥的處理費用很高，并且對環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境的負面影響，它們被美國環保部門分類并列為環境污染物優先。
有很多種方法可以用來處理含油污泥。化學和物理的方法例如：焚燒、氯氧化、臭氧氧化和燃燒，生物的處理方法例如：生物修復、傳統堆肥法等等。如今，隨著技術的發展，含油污泥的低溫冷處理和生物修復成為了兩條有效的處理途徑。
低溫冷處理技術作為一種物理的處理方法能有效地增加污泥的脫水性質，改變絮凝劑的結構形式并減少污泥周圍的水含量。比較那種“初沉降”，冷處理能夠除掉溶液中的雜質，因此達到更好濃縮目的，這里就是在討論冷處理的這種好處。據我們所知，如今的資料中沒有討論冷處理技術來分離油泥中的油的可行性。但是，如果在自然條件允許的許多國家里，冷處理技術提供了一種有效的處理含油污泥的處理和處置的方法。
通過比較常規方法處理和冷處理之后污泥，我們可以發現，冷處理之后的樣品上面浮了一層油。最后我們可以發現試管中分三層：最上面的一層是清的浮油，底層是一層深色的沉降物，中間一層是清水。原始的污泥經過24小時的沉降，可以看見上浮液和底部沉降物，但是沒有可見的油相。通過上面的敘述的現象揭示了簡單的冷處理能有效分離油泥中的油。
物理化學的方法可以用來處理油泥，但是費用卻是很高的。堆肥和通過接種降解油類菌種或激活原有生物進行生物修復被看為兩種經濟的方法來對付油污染。堆肥有些看得見的優點例如：基建和維護費用低、設計和運行簡單并能去處部分的油。然而，堆肥處理基本上不能達到如今環境的標準了。
油泥中含有的大部分油是難于生物降解的。很多研究證明了生物修復對含油土壤的高效處理，但是只是針對含油量高的污染物。大部分實驗在實驗室中進行，而行業應用的很少。生物修復才剛剛開始，這個意味著先進的處理技術。