Tratamentul termic este cel mai adesea un termen care se referă la o metodă de procesare a deșeurilor care nu poate fi reciclată înapoi în sectorul produselor de larg consum. Prin aplicarea de căldură deșeurilor la niveluri specifice sau, de fapt, incinerarea acestora, volumul materialelor nerecuperabile este redus dramatic și materialele combustibile sunt arse pentru generarea de energie electrică din deșeuri. Un domeniu conex al tratamentului termic este prelucrarea solului sau a apelor subterane contaminate pentru a elimina poluanții. Scopul principal al unor astfel de tratamente este separarea hidrocarburilor și a altor compuși organici de materialele anorganice precum metalele grele și sărurile metalice. Unele dintre industriile care se bazează pe tratarea termică pentru eficiența economică și respectarea legilor de mediu sunt sectorul de gestionare a deșeurilor municipale, cuptoarele de ciment și industria emergentă a depolimerizării termice (TDP) care creează țiței din deșeuri.
Gestionarea deșeurilor prin tratare termică nu este întotdeauna o etapă finală a procesului pentru deșeuri. În unele cazuri, procesul produce compuși de deșeuri care sunt în conformitate cu legile de mediu și pot fi aruncați în gropile de gunoi. În situațiile în care sunt produse cantități mari de compuși ai metalelor grele, aceste materiale trebuie prelucrate în continuare sau expediate către unități care pot folosi deșeurile într-un fel de producție industrială. Costul tratării deșeurilor prin metode termice este considerat totuși destul de scăzut și este în mare parte un factor al cheltuielilor cu forța de muncă.
Există două tipuri principale de tratare termică a deșeurilor începând cu 2011. Incinerarea este utilizată în cuptoarele de ciment la temperaturi de 2,552 ° până la 2,732 ° Fahrenheit (1,400 ° până la 1,500 ° Celsius), unde compușii de hidrocarburi sunt distruși sau arse pentru combustibil și se aplică și formelor periculoase de deșeuri biologice precum cele produse în domeniul medical. Alte abordări ale incinerării includ piroliza care implică descompunerea compușilor organici fără oxigen prezent și gazeificarea care reacționează aceiași compuși cu oxigenul și aburul pentru a produce gaz de sinteză, un combustibil compus în principal din monoxid de carbon și hidrogen.
Desorbția termică este a doua metodă de tratament termic disponibilă din 2011, în care compușii sunt vaporizați, dar nu arși. Metodologia poate fi utilizată pentru a trata apa și solul poluat la fața locului, pentru a elimina compușii organici volatili care sunt vaporizați și colectați pentru utilizare sau eliminare ulterioară. Tratarea solului sau a apei în acest mod se face prin diferite metode, inclusiv rezistența electrică și încălzirea cu frecvență radio sau injectarea de compuși fierbinți, cum ar fi aerul, apa sau aburul. Solul și apa care au niveluri extreme de contaminare, cum ar fi deșeurile radioactive, sunt tratate printr-un proces de desorbție termică cunoscut sub numele de vitrificare, în care materialele sunt reformate într-un tip de sticlă care îndepărtează compușii organici și captează metalele și radionuclizii. Totuși, vitrificarea este un proces costisitor, care trebuie efectuat la temperaturi de 2,912° până la 3,632° Fahrenheit (1,600° până la 2,000° Celsius).
Depolimerizarea termică este o altă formă de tratare termică a deșeurilor, care utilizează materia primă a biomasei deșeurilor și a plasticului într-o versiune accelerată a procesului natural care generează combustibili fosili. Presiunea și căldura sunt aplicate deșeurilor pe parcursul mai multor ore pentru a descompune structura moleculară a compușilor în lanțuri de hidrocarburi mai simple. Inițial, depolimerizarea termică a necesitat mai multă energie pentru a crea combustibilul decât ar putea furniza combustibilul în sine, până în 1996, când rafinamentul procesului l-a făcut viabil din punct de vedere economic.
Se estimează că, începând cu 2007, cel puțin 3,198,916 de tone de deșeuri solide municipale (DSM) erau convertite anual în energie de către primele trei companii occidentale din domeniu. Aceasta este doar o cantitate foarte mică din deșeurile solide produse efectiv pe tot globul anual, totuși, numai China producând aproximativ 211,000,000 de tone de RSU numai în 2007. Se estimează că Japonia este liderul mondial din 2007 în tratarea termică a RSU, unde au fost procesate peste 40,000,000 de tone. Dezavantajul major al tratamentului termic este că, în ciuda controalelor stricte, procesul generează cantități semnificative de poluanți ai aerului extrem de toxici, cum ar fi compuși de dioxină, mercur și monoxid de carbon.