污泥焚燒(熱分解)是指在高溫(500－1000℃)下，污泥固形物在無氧氣或者低氧氣氛中分解成氣體、焦油以及灰等殘渣這3部分的過程。污泥焚燒的處理對象主要是脫水泥餅，脫水泥餅含水率仍達45％～86％，含水率高，體積大，可將其進行干燥處理或焚燒。干燥處理后，污泥含水率可降至20％～40％。焚燒處理，含水率可降至0，體積很小，便于運輸與處置。
污泥焚燒的初期研究是1959年美國的諾亞克(Noack)、1960年施萊辛格(Schlesinger)等人在彼得堡能源中心(Pittsburg Energy Center)開始的，其共同的特點是以回收能源為目的。脫水污泥(水分65％～85％，其固體熱值為7500～15000kJ／kg)的熱值低，因此，焚燒過程中必須添加輔助燃料，所以應(yīng)該設(shè)計輔助燃料最少的流程。世界上第1臺焚燒污泥的流化床鍋爐在1962年建于美國Lynnword Washington，至今仍在運行。1970年以后，從日本研究者平岡等人1973年所進行的基礎(chǔ)研究開始，美國的奧利克塞(Olexsey)于 1974年、卡林斯克(Kalinske)于1975年都指出了焚燒工藝的優(yōu)越性。1976年10月在悉尼舉行的第8屆國際水質(zhì)污染研究會議上由馬吉瑪 (Majima)等人發(fā)表了多段爐分解的應(yīng)用性研究報告。1977年4月在日本東京舉行的日美下水道技術(shù)會議上，由卡希娃亞(Kashiwaya)發(fā)表了大阪府川俁處理場的多段爐應(yīng)用研究的成果報告，報告中證實了多段爐焚燒工藝的實用性，之后在川俁處理場及其他多處都建起了剩余污泥焚燒裝置，至今運行良好。
韓國正在Kyungki省的Kwangdong-Li污水處理廠試運行由Samsung建筑公司最近開發(fā)的污泥焚燒新工藝。泰國的Samutprakam 正在建設(shè)東南亞規(guī)模最大的污水處理廠，其污泥處理單元將采用焚燒工藝。在我國的城市污水廠中，只有深圳特區(qū)污水處理廠用于焚燒。對工業(yè)廢水污泥的焚燒，國內(nèi)應(yīng)用的也很少，由化工部第三設(shè)計院設(shè)計的齊魯20萬t乙烯污水處理廠，污泥量為2100kg／h，采用二段串聯(lián)的臥式灰磚焚燒爐焚燒。北京燕山石油化工總廠自行設(shè)計的活性污泥沸騰焚燒爐，熱載體采用粉狀砂針，污泥用壓力式噴嘴噴入爐內(nèi)，燃燒燃料要與空氣混合造成熱風(fēng)。但此爐現(xiàn)未能連續(xù)運行。香港政府決定修建2組日處理量為6000t的焚燒爐和能源回收設(shè)備。預(yù)計將在2007年。第1組設(shè)備將投入使用。
焚燒爐型有回轉(zhuǎn)型如回轉(zhuǎn)式焚燒爐、多段型如立式多段爐(多段豎爐)及流化床型等。流化床焚燒爐有如下特點：①由于流化層內(nèi)粒子處于激烈運動狀態(tài)，粒子與氣體之間的傳質(zhì)與傳熱速度很快，單位面積的處理能力很大；②由于流化床層內(nèi)處于完全混合狀態(tài)。所以加到流化床的固體廢物，除特別粗大的塊體之外，都可以瞬間分散均勻；③由于載體本身可以蓄存大量熱量，并且處于流動狀態(tài)，所以床層反應(yīng)溫度均勻，很少發(fā)生局部過熱現(xiàn)象，床內(nèi)溫度容易控制。即使一次投入較多量的可燃性廢棄物，也不會產(chǎn)生急冷或急熱現(xiàn)象；④在處理含有大量易揮發(fā)性物質(zhì)時(如含油污泥)，也不會像多段爐那樣有引起爆炸的危險；⑤流化床的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)有機械傳動部件，故障少，建造費用低；⑥空氣過剩系數(shù)可以較少；⑦特別是流化床焚燒爐還具有其本身獨特的優(yōu)點，如燃料適應(yīng)性廣、易于實現(xiàn)對有害氣體SO2和 NOx等的控制、還可獲得較高的燃燒效率、污泥焚燒的灰份有多種用途等等。因此，流化床焚燒爐得到了較好的應(yīng)用，其型式有道爾－奧利弗(Dorr- Oliver)流化床焚燒爐、考可蘭(Copeland)式流化床焚燒爐、回旋型流化床焚燒爐、帶干燥段的流化床焚燒爐等。
目前，污泥焚燒是日本、奧地利、丹麥、法國、瑞士、德國等國污泥處置的主要方法，近幾年來污泥焚燒技術(shù)已經(jīng)逐步成為處理污泥的主流，愈來愈受到世界各國的青睞。這是由于焚燒法與其它方法相比具有突出的優(yōu)點：①焚燒可以使剩余污泥的體積減少到最小化，它可以解決其他方法中污泥要占用大量空間的缺陷，這對于日益緊張的土地資源來說是很重要的；②焚燒后剩余污泥中的水分、有機物等都被分解，只剩下很少量的無機物成為焚燒灰，因而最終需要處置的物質(zhì)很少，不存在重金屬離子的問題，焚燒灰可制成建筑材料等有用的產(chǎn)品，是相對比較安全的一種污泥處置方式；③污泥處理速度快，不需要長期儲存；④污泥可就地焚燒，不需要長距離運輸；⑤可以回收能量用于發(fā)電和供熱。
