本发明提供一种脱水污泥干化和焚烧处理的方法，该方法步骤为：将干污泥焚烧产生的高温烟气作为热源，输入喷雾干燥塔；将脱水污泥雾化，在喷雾干燥塔内与高温烟气并流混合，干燥至半干，同时骤降烟气温度、吸附飞灰；喷雾干燥后的半干污泥被捕集，并进行机械挤压造粒；再利用喷雾干燥后的余热烟气将半干污泥颗粒进一步干燥；干燥污泥颗粒送至焚烧炉进行3T焚烧，残渣排出；干燥后的尾气进行活性炭吸附，再送至除尘器和多级湿法喷淋塔净化处理和排放。有益的效果是该方法能够完整、高效、环保、安全地实现了污泥的干化焚烧处理。简化了工艺环节，缩短了工艺路线。