物理预处理：去除大颗粒杂物
污水进入处理厂后，首先经过格栅除污器和沉砂池等物理设施。格栅除污器可去除直径大于 5 毫米的漂浮物，如树叶、塑料碎片等；沉砂池通过降低水流速度，使悬浮性砂砾（直径 0.2~5 毫米）沉淪，从而保护后续设备不受冲刷损坏。该阶段去除的杂物占污水总污染物质的约 30%~40%。
生物处理：微生物降解有机污染物
这是污水处理的核心环节，通常采用活性污泥法或氧化沟工艺。在活性污泥池中，大量的细菌、真菌等微生物以有机污染物为食，进行呼吸作用，将有机物分解为 CO₂、H₂O 和细胞物质。所需溶解氧浓度维持在 0.5~2 mg/L 之间，水温控制在 15~35 摄氏度最佳。单个细胞直径约 2~5 微米，处理周期为 5~10 天。生物处理可去除 COD（化学需氧量）达 85%~95%，NH₃氮去除率超过 90%。
沉淀与消毒：净化出水
生物处理后的污水进入二沉池，利用重力作用使微生物和难降解物沉淀，出水浊度可降至小于 5 NTU。随后进入消毒池，常用氯消毒（氯气投加量为 10~20 mg/L）或紫外线杀菌（波长 254 nm，照射剂量 ≥ 40 mJ/cm²），确保致病菌总数小于 1000 枚/L，符合排放标准《GB 8978-1996》要求。
关键工艺参数与成本参考
- 处理能力范围：小型社区系统为 500 立方米/天，中型城市污水处理厂为 5 万~50 万立方米/天
- 能耗成本：约 0.3~0.6 元/立方米，主要来自曝气机械功率（0.75~2.2 kW/台）
- 占地面积：一般为 1 立方米污水处理量需约 0.5~1 平方米土地
- 运行寿命：主要设备使用寿命为 15~20 年，曝气机等易耗件更换周期为 3~5 年