污泥中含有大量有機組分，干燥污泥中有機質含量一般在50-70%，其熱值較高。因此可提供大量能量，使污泥干燥和自燃。但當污泥不符合衛生要求，有毒物質含量高、不能作為農副業肥與飼料時，或污泥自身的燃燒值高，可任意自燃并可以燃燒熱量發電時，可考慮采用污泥焚燒。

目前常用的污泥焚燒設備有回轉焚燒爐、多段焚燒爐和流化床焚燒爐等。其中回轉焚燒爐以其較高的處理率應用非常廣泛。

在污泥焚燒中，常用逆流回轉爐。爐體內壁襯以重型硬面耐火磚并設有徑向炒板，促使污泥翻動。爐體的進料端比出料端略高，爐身具有一個傾斜度，爐料可以沿爐體長度方向移動。回轉爐的前段約1/3爐長長度為干燥帶，后段約2/3爐長長度為燃燒帶。

回轉爐投入運轉之前，先用是由氣或燃料油燃燒預熱爐膛，然后投入脫水后的污泥餅。污泥從爐體高端進入，從低端排出，燃料油從低端噴入，因此低端始終具有最高溫度，而高溫端溫度較低。隨著爐體轉動，污泥從高端緩緩流向低端。首先在干燥帶內，污泥進行預熱干燥，達到臨界含水率10%-30%后，污泥的溫度和熱氣體的濕球溫度一樣約160℃，進行恒速蒸發，然后溫度開始上升，達到著火點，在燃燒帶內徑干餾后的污泥著火燃燒，污泥顆粒粒徑約3-10min時，其燃燒受內部擴散控制，所以，氣體和顆粒的相對速度越大或灰塵超薄，燃燒速度越快。燃燒區溫度可達700-900℃。

回轉窯式焚燒爐對污泥數量和性狀變化適應性強，溫度容易控制，可以進行穩定焚燒，污泥與燃氣逆流移動，能夠充分利用燃燒廢氣顯熱，故而可提高其處理率。