在重复利用之前，对污泥进行稳定化、无害化处理，如好氧与厌氧消化、堆肥化等，其中堆肥化处理是较多采用的一种方法。我国的污泥堆肥主要有两种方式，一是污泥消化或污泥和垃圾等其他物质混合堆肥后农用；二是污泥经过堆肥发酵制成复合肥还田。污泥在直接中温厌氧消化后进行农用的方法，其缺点在于病菌较多，杀灭的不够，可能会造成二次污染，因此没有得到推广及有效地利用，混合堆肥的方案是从无害化的角度来对其进行更好的处理，既能杀死其中的细菌，又能够提升肥料的效率，这样就可以实现在城市和农村都能够安全可靠的堆肥。污泥堆肥复合肥则是一种充分利用污泥中的营养元素，实现营养平衡，后进行还田农用，较纯化肥与有机化肥具有一定的性。
卫生填埋
将污水过程中形成的污泥运输到区域，将其全面铺开、压实，终形成略薄土层。待到达一定程度的污泥厚度时，在其上层覆盖惰性土壤，如次进行重复操作，终在封闭的填埋区域利用具备一定黏性的土壤形成土壤覆盖层。在填埋区可以种植绿色植物或者草坪，进行绿化，通过植物和草坪对基层污泥中的有害物质进行吸收和转化。但是，填埋法处理污泥不是解决污泥污染问题的佳途径，因为填埋过程污泥会渗出含有有害物质的液体或者气体，会对地下水体及填埋区土壤、大气造成污染。
高温焚烧处理污泥是为、有效的处置方法。其焚烧技术主要可以分为两大类：一是先将污泥进行脱水，随后送焚烧炉进行焚烧，二是将污泥进行脱水后干化，然后进行焚烧。采用焚烧的方式处理污泥，具有烧后产物无菌、无臭等特性，在实际处理过程能够有效实现污泥处置的无菌化和污泥产量的减量化。但是，在采用焚烧法处理污泥时，需要对污泥做脱水和干化处理，在采用机械处理时运行成本较高，在采用自然干化处理时占用场地较大，并且在自然干化过程会产生大量的有害气体，污染大气环境。同时，污泥焚烧过程会产生大量的二氧化硫等有害气体和飞灰，控制不当会对环境造成二次污染。
土地利用是将剩余污泥做无害化处置后，利用其富含有机物、氮、磷、钾等营养元素的特点，将其作为土壤改良剂适用于农田、林地，达到补充土地营养，有效改善土壤内部结构，增加土壤肥力，促进农、林作物生长，提高农、林产品产量、质量的目的。对污泥进行土地利用，具有投入少、成本低等优势。但是由于污泥中含有有机、无机有害杂质，在富含营养元素的同时，含有一定的有害元素。如果不进行无害化处置而直接进行土地利用，将会导致对水体和土壤的污染。因此，去除或固化污泥中的有害物质，同时保留所含有益元素，实现污泥的无害化和营养化，是对其土地利用的基本前提。
精细化利用是以无害化处置为前提，利用污泥所含有价元素和物质生产附加值相对较高的化工产品、功能材料等。如河南省睿博环境工程技术有限公司利用高钙含磷污泥生产磷酸氢镁和高纯、高白建材石膏等，利用含磷富镁污泥生产磷酸氢镁等，利用生活污泥、造纸污泥、市政污泥、屠宰污泥等生产活性炭等。具有处理过程无三废排放，环保无害，产品附加值较高等特点，，实现了对污泥的高附加值资源化利用，创造了十分可观的经济效益和生态效益。
污泥可以与其它添加物配合用于生产陶粒，轻质墙体材料等，产品应于建材、园艺等领域，具有可观的市场应用前景。由污泥生产陶粒具有流程短、设备投资少等特点。在这方面南阳东方应用化工研究所进行了大量的研究和工业实践，取得了可喜进展。
利用污泥富含有机质和无机营养元素等特点，以无害化处置为前提，可以生产营养土、草坪基质等，产品被广泛应用于苗木、园艺、绿化等行业，具有产品用途广泛，生产流程短，设备投资少等特点。污泥在绿化种植领域的应用使污泥资源化利用的主要途径。
资源回收：从城市污泥中萃取有价值的资源，例如金属、塑料等。这有助于增强资源的利用效率，降低对环境的污染。
生态修复：利用城市污泥开展生态修复工作，像对湖泊、河流、湿地等水域进行修复。这样可以改善水环境，恢复生态的功能。
科研拓展：加强对城市污泥处理技术的研究与开发，持续提升处理的效率以及资源的利用率。
在城市污泥变废为宝的进程中，应当重视处理工艺的选取与优化，污泥处理期间的环保性与安全性。同时，强化政策的引导与支持，推进污泥资源化利用的发展。
污泥是污水处理厂在处理污水过程中产生的副产物，是由污水中的悬浮物、微生物、微生物所吸附的有机物以及微生物代谢活动产物所形成的聚集物，同时可能含有大量的重金属、病原菌、病毒。
