传统污泥热水解是首先将混合污泥（初沉污泥与剩余污泥）从含固率约3%脱水至16%左右，然后进行热水解，以Cambi工艺为例，该技术主要由三个阶段组成，首先污泥进入浆化罐，工艺的废热对污泥进行加热，通常污泥会加热到90℃然后进入反应罐；反应罐的数量会根据处理厂规模大小而有所不同，在反应罐内污泥加热到165℃左右，压力维持在6.5巴，反应30min左右。
反应之后的污泥进入闪蒸罐迅速泄压，细胞壁大量破碎，闪蒸罐的蒸汽返回浆化罐预热下一批污泥，污泥然后冷却、稀释到9%~10%的含固率。挪威的Hias污水处理厂最早于1995年应用了污泥热水解工程，英国泰晤士水务的Chertsey污水处理厂在1999年应用了污泥热水解技术，是英国最早的案例，此后在英国和爱尔兰有数十个项目应用了这一技术。美国华盛顿BluePlains污水处理厂的污泥热水解工程在2014年投入运行，这是迄今为止全球最大的污泥热水解工程。除了Cambi之外，还有威立雅的Biothelys、Exelys以及荷兰开发的Turbotec等热水解技术。
（a）热水解装置
（b）换热器图5美国华盛顿BluePlains污水处理厂热水解工程
污泥热水解+厌氧消化的工艺有着诸多的技术优点，首先污泥经过高温、高压的热水解后可以达到A级污泥的标准；其次，污泥热水解使得胞内的物质释放，提高了消化VSS分解率，沼气产量会有一定程度的提高；由于细胞壁的破碎，污泥的脱水效果会大为改善，泥饼含固率会提高6%左右；最后，由于污泥经过热水解后消化池的进泥含固率在10%左右，这样会大幅度降低消化池的池容，减少投资。当然热水解也有其自身的弱点，主要是技术复杂、初期投资高、滤液中含有较高的氨氮和SCOD。
由于世界各地污泥消化在发展的侧重点上的不同，污泥热水解技术在近年来也出现了多种技术组合形式，主要有以下几种：（1）初沉污泥与剩余污泥全部进入热水解，然后再厌氧消化；（2）剩余污泥进行热水解后与初沉污泥混合后进入消化池消化；（3）初沉污泥与剩余污泥全部先进行消化，然后进行热水解，最后再进入消化池消化。如图6所示a、b、c。
图6污泥热水解+消化的不同组合形式
上述三种技术组合的应用侧重点不同，（a）路线适合于对处理后污泥泥质有较高的场合，出泥可以达到A级污泥的标准，同时所需消化池的池容较小，但是热水解单元的占地面积较大；（b）路线的出泥达不到A级污泥的标准，可以达到B级污泥的标准，热水解单元的占地面积最小；（c）路线的消化池占地面积和热水解的占地面积都较前两者略大，但能量的回收率较高，同时可以达到A级污泥的标准。因此，具体的选择哪一种方式取决于当地的实际情况。