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在重復利用之前，對污泥進行穩定化、無害化處理，如好氧與厭氧消化、堆肥化等，其中堆肥化處理是較多采用的一種方法。我國的污泥堆肥主要有兩種方式，一是污泥消化或污泥和垃圾等其他物質混合堆肥后農用；二是污泥經過堆肥發酵制成復合肥還田。污泥在直接中溫厭氧消化后進行農用的方法，其缺點在于病菌較多，殺滅的不夠，可能會造成二次污染，因此沒有得到推廣及有效地利用，混合堆肥的方案是從無害化的角度來對其進行更好的處理，既能殺死其中的細菌，又能夠提升肥料的效率，這樣就可以實現在城市和農村都能夠安全可靠的堆肥。污泥堆肥復合肥則是一種充分利用污泥中的營養元素，實現營養平衡，后進行還田農用，較純化肥與有機化肥具有一定的性。
有機污泥用于農業
把有機污泥用作肥料和土壤改良劑是污泥終處置的重要方法之一。對一些沒有毒性的生物污泥，尤其是經消化處理后的污泥含有各種肥分，施用后可增加農作物產量，增大土地肥力。但是一些工業廢水處理產生的污泥含有重金屬和其他有害物質，一般不能用作農田肥料。所以有機污泥用于農業應按規定要求，合理使用。
堆肥一般分為好氧堆肥和厭氧堆肥。好氧堆肥是利用好氧菌和氧氣，使污泥經過高溫發酵，將其中的有機有害物質分解，使有機物由不穩定狀態轉變為穩定的腐殖質物質，其堆肥產品不含病原菌，不含雜草種子，無臭無味，是一種優良的土壤改良劑和有機肥料。
