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。
污泥固化
污泥固化是通过物理和化学方法如采用固化剂固定废物，使之不再扩散到环境中去的一种处置方法。所使用的固化剂有水泥、石灰、热塑性物质、有机聚合物等。这种方法主要适用于有毒无机物（如重金属）的污泥。
污泥填埋
在建有废物填埋场的城市，可将脱水的泥饼及污泥焚烧处理后的灰渣送去填埋处置。这种废物填埋场底部铺有衬层，可防止浸出液渗漏人土壤污染地下水。浸出液经管道收集后，送废水处理装置进行处理。
污泥中有用物质的回收
利用化学沉淀法去除废水中重金属而产生的污泥，可通过酸化处理回收金属盐。
