由于污泥具有髙含水量以及疏松颗粒结构等性质，使 污泥处理过程常需耗费大量成本。通常在对污泥进行干燥、焚烧前进行一系列前处理以改变其特性，减少操作上的困难。前处理根 据处理机制不同可以分为物理前处理、化学前处理和生物前处理三类。通过各种前处理，可以改善污泥脱水性、降低致病菌含量、促进有机物水解以提高可分解性。

1物理前处理
物理前处理是通过外加能量去改变胶羽结构的方法，主要利用温度改变（如热处理、冷冻融化处理、日照法）、高频破碎(如超音波振荡）、机械应力（如机械研磨、高压法）、电磁波（如紫外线照射、电子束照射）等原理去破坏胶羽原本高度疏松的形态，以达到改善脱水或杀菌水解的效果。
加热处理
加热处理通过大量热能直接破坏污泥胶羽，促使菌体死亡与有机物释出。热处理的温度一般在70℃以上，并持续至少30分钟以保证处理效果。热处理被认为是最适于杀菌与污泥水解的前处理法，经处理后的污泥可以达到美国环保署认定的A级污泥标准。其缺点是需要耗费大量能量。
加热处理有多种方法，包括直接蒸汽注人法、电阻加热法、微波加热法和间接加热法。蒸汽注人法可以使污泥颗粒直接与热能接触，但大量蒸汽凝结后还会增加污泥的体积；电阻加热与微波加热则需要许多辅助设备，操作上也比较困难；比较而言，利用其他设施所回收的废热进行间接加热是比较简单经济的处理办法。
冷冻融化处理
冻融处理是近年发展起来的污泥处理新方法。污泥在经过完全冷冻再融化后，原本疏松的粒子会变得大而致密，沉降迅速且沉积物体积变小，其脱水性大大改善。经冻融处理的污泥，过滤效果大幅提升。冻融处理适用于各种污泥，但必须以缓慢的冷冻速率将污泥完全冻住才能达到理想效果，主要适用于冬季气温在0℃以下的地区如我国东北。只需先年把污泥层层铺在室外，至春季冰融化后，水分自动会通过渗透或蒸发的方式与固体分离。利用这种方法处理污泥，简单经济，可大大节约成本。
2化学前处理
化学前处理即通过添坤化学试剂而使污泥发生凝集和沉淀，并进行杀菌和促进污泥粒水解的效果。一般的化学试剂包括酸类、金属盐类、表面活性剂、高分子聚电解质等。而促进杀菌及水解的药剂则有碱类、强氧化剂(如臭氧），高锰酸钾，及一些生物试剂。
酸碱处理
在活性污泥池中，酸碱度会明显的影响微生物的新陈代谢，改变胶羽形态和脱水性；在没有生物絮凝和微生物代谢发生的废弃污泥中，酸碱环境同样会左右胶羽内的有机物形式及颗粒间的凝集。
研究表明，碱化可以有效减少各种致病菌，包括寄生虫卵、肠道菌、病毒等，为使污泥弃置掩埋达到较高的卫生标准， 一般所需的PH值在12左右。酸化与碱化处理均可促进有机物水解，使碳水化合物与有机氮化合物溶于水中，这些溶解性有机物可作为水中用来除氮、除磷等厌氧处理中微生物的营养源。当污泥被调理至酸性环境时(PH=3)，其压榨脱水性会有明显改善，这是因为表面的负电荷被氢离子中和而降低了静电斥力，而碱性环境则不利于污泥的脱水。
加盐处理
在活性污泥池中，电解质浓度会影响微生物新陈代谢与凝聚行为，进而改变生成污泥的胶羽性质和脱水性；在没有生 物絮凝和微生物代谢发生的废弃污泥中，电解质同样会造成 相当程度的影响。污泥中的盐类以钠盐和镁盐为主，其次是钙盐、钾盐和铁盐。卤金属盐的加人会造成污泥颗粒间生物性高分子的释出，导致污泥颗粒的解体。盐的存在除了会压缩污泥颗粒表面的电双层，有利颗粒的接触外，同时也大幅提髙污泥的导电性、改变表面电位而影响废弃污泥的脱水性。电解质也会影响污泥的后续消化行为，主要是因为微生物的代谢与摄取有机物过程都会受到影响。
3生物前处理
生物前处理有亲氧消化和厌氧消化。利用亲氧或厌氧菌群利用废弃污泥中的碳、氮、磷等成份为生长基质，以达到污泥减量与破坏胶羽高孔隙结构的目的。