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利用各种焚烧炉，将脱水污泥的有机物充分氧化分解为稳定的最终产物，并将病原体灭活及毒物等破坏，最后残留少量无机灰烬的污泥处置工艺。
图1 多层焚烧炉示意图
图2 流化床焚烧炉示意图
对于大中型城市污水厂，其污泥的最终处置出路有限制时，焚烧法往往是可取的选择。其优点有：能使污泥最大限度地减容，从而减小处置的工作量；对污泥所含有机物的降解和对病原体等的灭活最为彻底；尾气所含热能回收，可用于发电。但其建设和运行费用都较大，所需运行和维护的技术水平也较高；产生的尾气和灰烬可能对环境不利，必须予以妥善处理。 污泥可依靠本身所含有机成分燃烧，故焚烧所用污泥宜用未经脱水处理的生污泥，因经过消化（好氧或厌氧）的稳定污泥所含挥发性固体有所减少，从而使启动和维持运行所需辅助燃料增加。污泥也可与城市有机垃圾一起焚烧，称为共同焚烧。 焚烧炉有多种，常用的有多层焚烧炉和流化床焚烧炉，见图1、图2。
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