目前，污泥处理的主要方式有填埋、堆肥、焚烧和协调焚烧。而国内外研究表明，污泥脱水后炭化制成污泥炭更能符合稳定化、减量化、无害化、资源化的污泥处置发展方向。
借鉴国际经验，未来污泥处理处置的技术发展主要有以下四条路径：
一、沼气能源回收和土地利用为主的厌氧消化技术路线
厌氧消化具有以下优点：
1、提高后续处理的效率并减少后续处理能耗。
通常认为厌氧反应可以实现污泥减量化、稳定化。通过厌氧反应，污泥中有机物去除40%-60%，有害病菌减少。此外，厌氧消化提高污泥脱水稳定性，让焚烧等后续处理减少35%以上的能耗。
2、厌氧消化成本较低。
根据韦伯咨询统计，单纯厌氧消化投资成本约为20-40 万元/(吨/日），由于不用鼓风曝气等，节约了成本，单纯厌氧消化运行费用约为60-120 元/吨(含水率80%，不包括浓缩和脱水)，而好氧发酵运行费用为120-160 元/吨。
欧美50%以上的污泥采用厌氧消化处理，产生的沼气转化为电能可满足污水厂所需电力的33%～100%。但污泥厌氧消化在我国应用的并不顺畅。我国建设的约50 座污泥厌氧消化设施中，可以稳定运营的只有20 余座。主要原因是由我国污泥泥质差、处理厂运行管理水平低。我国污泥含砂量较高、有机物含量较低、污泥可生化性差，消化设备运行的稳定性和产沼气率等指标普遍未达到国外标准。此外，我国缺乏沼气利用的激励机制，设备的投资费用高，系统运行较为复杂不易掌握。
不过采用碱解处理、热处理、超声波处理、微波处理等方法对污泥进行预处理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厌氧消化性能。并通过项目经验的积累，企业也逐步掌握了较为全面的操作技能。污泥厌氧消化技术会是未来的一个主流方向。
二、土地利用为主的好氧发酵技术路线
好氧堆肥是在有氧情况下，通过微生物的发酵作用，将污泥转变为肥料的过程。其中有机物料代谢为二氧化碳、水和热。
好氧堆肥的优点包括：
1、发酵效率高，稳定化时间相对短；2、臭味少，实现灭菌；3、含水率可降到40%；4、污泥成品主要用于修复盐碱地、城市绿化、垃圾场覆盖以及建筑等方面用土；5、并衍生出蚯蚓生物堆肥等来强化堆肥效果，比如兴蓉环境和绿山的合作。
堆肥的难点主要包括：
1、能量净支出，通风能耗费用占比80%；2、需对好氧堆肥运行的不同阶段的合理通风量加强研究；3、缺少C/N 等控制因素的理论研究，致使存在调理添加剂使用过多的情况。
污泥经发酵后转化为腐殖质，可限制性农用、园林绿化或改良土壤，从而实现污泥中有机质及营养元素的高效利用，设备投资少、运行管理方便。但占地面积大、发酵产品存在重金属污染等缺点使得好氧发酵技术在我国较难发展。
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、运营模式，可实现占地面积的大幅缩小；此外，研究表明我国城市生活污泥的重金属超标比例约5%，污染风险较小，不应该成为限制污泥发酵产品土地利用的主要障碍。
因此，在《城镇污水处理厂污泥处理处理技术指南(试行)》中，“好氧发酵+土地利用”也被列
为推荐技术路线。该技术在相对欠发达地区，应用前景较大。
三、污泥干化-焚烧技术路线
长期以来，国人对污泥干化焚烧工艺存在误读，普遍认为它是一种高能耗工艺和高碳排放工艺。实际上，国际上污泥焚烧能量可以达到自给，不同工艺能耗来看，焚烧工艺（～100kW/t）与堆肥工艺（>100kW/t）相当。
焚烧实现彻底处理和处置，而堆肥后续需要考虑储存、运输等能耗。而且，污泥中的有机质焚烧是碳中性的。此外，人们还误认为污泥焚烧特性与垃圾相同是二噁英排放源。
干化焚烧工艺的设备投资较大，焚烧产生的烟气污染严重，还需建立完善的烟气处理系统，这也加大了污泥的处理费用。因此干化焚烧工艺一般适用于用地紧张且经济发达的地区。
随着对碳减排和污泥生物质资源认识的不断加深，干化焚烧工艺在国外的应用范围开始减少。然而现阶段，在我国污泥厌氧消化和好氧发酵技术还未成熟的情况下，污泥干化焚烧在一定时期内可能会出现增长的态势，尤其是工业窑炉协同焚烧的方式。
四、建材利用为主的污泥高干脱水处理技术路线
大家对污泥高干脱水技术的普遍认知还停留在投加大量化学药剂，导致减容不减量；且药剂对后续污泥焚烧、土地利用、建材利用等产物影响；是临时性、应急污泥处理处置技术路线等。
目前采用的高干脱水工艺，投加大量药剂未达到减量效果，且未与后续处置相结合，将阻碍污泥处理技术发展，导致劣币驱除良币的现象。