Trong quá trình hoạt động của trạm xử lsy nước thải đô thị thường sản sinh ra một lượng bùn/cặn lớn cần thiết phải xử lý. Yêu cầu xử lý nước thải càng cao thì lượng bùn/cặn càng lớn, càng phức tạp, ngoại trừ trường hợp sử dụng đất hay các hồ để xử lý hoàng chỉnh nước thải. Quá trình xử lý và thải bỏ bùn/cặn một cách thích hợp có thể phức tạp và tốn kém. Đối với các hệ thống xử lý nước thải đô thị, các loại bùn/cặn chihs cần xử lý là: cặn tươi; bùn sinh học; các loại rác; cát, sạn, sỏi,…; bùn cặn từ các quá trình xử lý bậc cao.
Các quá trình căn bản để xử lý bùn/cặn gồm có:
1. Nén bùn (Thickening): được thực hiện nhằm giảm độ ẩm của bùn bằng quá trình tách trọng lực. Các công trình xử lý tương ứng gồm có: bể nén bùn tuyển nổi, bể nén bùn trọng lực.
2. Ổn định bùn (Stabilization): Nhằm chuyển hóa các chất rắn hữu cơ thành các dạng trơ bằng các quá trình phân hủy-các quá trình chuyển hóa sinh học để thuận lợi cho việc thải bỏ bùn vào đất hay cải tạo đất mà không gây tổn hại đến môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các công trình tương ứng gồm có: bể phân hủy bùn hiếu khí, bể phân hủy bùn kỵ khí (bể mêtan), bể lọc kỵ khí,…
3. Điều hòa bùn (Conditioning): Sử dụng các hóa chất (phèn, các chất keo tụ cao phân tử,…) hay nhiệt nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách nước ra
khỏi bùn. Các công trình xử lý tương ứng gồm có: thiết bị điều hòa bằng hó chất và phương pháp nhiệt áp lực cao.
4. Tách nước khỏi bùn (Dewwatering): có thể thực hiện bằng phương pháp phơi bùn (sân phơi bùn), tách nước bằng lọc chân không (bể lọc chân không), lọc ép băng tải liên tục (máy lọc ép dây đai), hay sấy khô bùn. 5. Khử bùn (Reduction): Chuyển đổi các chất rắn thành dạng ổn định bằng
phương pháp oxy hóa ướt hay thiêu đốt nhằm làm giảm thể tích của bùn.