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含油污泥組成成分復雜，造成油泥處理技術難度大，成本高，因此其處理技術也是多樣的。相關處理方法歸納起來主要有：固化處理技術、焚燒處理技術、生物修復處理技術、溶劑萃取處理技術、化學熱洗處理技術等。
（1）固化處理技術
將含油污泥包裹在某些化學惰性較高的固化基質當中，再進行填埋的一種處理辦法，其中水泥固化劑的應用較廣泛。通過提高固化基質的質量和優化固化基質與含油污泥的配比，可以使固化后的浸出液減少有毒物質和含油量，以滿足固化填埋的要求。
（2）焚燒處理技術
將含油污泥進行脫粘、固化后制成仿煤燃料，與燃煤或柴油混合用作燃料，并利用煙氣處理系統，凈化廢氣，實現達標排放，灰渣可用于建材或綠化。焚燒殘渣用于筑路或埋入填埋場，焚燒生熱可用于供熱、發電等。

（3）生物修復處理技術
微生物通過自身新陳代謝作用，將污泥中的石油烴類同化降解，逐步礦化，轉變為C02、H2O等無害物，zui終消除污染。生物處理對環境友好，但微生物篩選較難，對高含油的污泥處理效果不好。目前生物修復處理技術主要有地耕法、堆肥法和生物反應器法。
（4）溶劑萃取技術
指在含油污泥中加入萃取溶劑，通過充分的混合攪拌，使溶劑與污泥中的油類發生萃取反應，從而達到將油類從污泥中分離出來的目的，而且油類萃取劑通過蒸餾還可以分離回收并循環使用，回收的油類可以再生利用。
（5）化學熱洗處理技術
將含油污泥加水稀釋后再加熱，同時投加一定量化學試劑反復洗漆，使油從固相表面脫附或聚集分離，其中化學試劑的篩選和使用是化學熱洗工藝的關鍵。
（6）泡沫浮選技術
它是根據表面吸附原理，借助鼓泡使溶液中的表面活性物質聚集在氣-液界面，隨氣泡上浮至溶液主體上方，形成泡沫層，將泡沫和液相主體分開，從而達到濃縮表面活性物質，凈化液相主體的目的。
含油污泥雖對環境有危害，但是同時它也是寶貴的二次資源。如對含油污泥進行有組織的收集，并開發研究出經濟實用的方法進行無害化處理和污油回收，不僅可回收大量的能源，而且能減輕污染，產生巨大的環境效益和社會效益。