汙泥幹化的目的是為去除或減少汙泥中的水分。幹化過程中，汙泥的形態主要分為三個階段：第一，溼區，處於該階段的汙泥含水率較高，大於60%，具有很好的自由流動性，易於流入幹化裝置；第二，黏滯區，處於該階段的汙泥含水率略有降低，在40%~60%的範圍內，具有一定的黏性，不易自由流動，該區域是汙泥幹化處理過程中需要避免的區域；第三，粒狀區，此階段的汙泥含水率降至40%以下，汙泥呈現顆粒狀，極易與溼汙泥或其它物質混合。汙泥水分的脫除過程主要分為兩個階段：汙泥表面水分的汽化蒸發過程和汙泥內部水分的擴散過程。1）蒸發過程物料表面的水分汽化，由於物料表面的水蒸氣壓低於介質（氣體）中的水蒸氣分壓，水分從物料表面移入介質。2）擴散過程是與汽化密切相關的傳質過程。當物料表面水分被蒸發掉，形成物料表面的溼度低於其內部溼度，此時，熱量的推動力將水分從內部轉移到表面。上述兩個過程的持續、交替進行，基本反映了乾燥的機理。乾燥是由表面水汽化和內部水擴散這兩個相輔相成、並行不悖的過程來完成的，一般來說，水分的擴散速度隨著汙泥顆粒的乾燥度增加而不斷降低，而表面水分的汽化速度則隨著汙泥顆粒的乾燥度的增加而增加。由於擴散速度主要由熱能推動，對於熱對流系統來講，乾燥器一般均採用並流工藝，多數工藝的熱能供給是逐步下降的，這樣就造成在後半段高幹度產品乾燥時速度的降低。對熱傳導系統來講，當汙泥的表面含溼量降低後，其換熱效率急速下降，因此必須有更大的換熱表面積才能完成最後一段水分的蒸發。