污水處理工藝分三級

一級處理：通過機械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。

二級處理：生物處理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。

三級處理：污水的深度處理，它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。
可能根據處理的目標和水質的不同，有的污水處理過程并不是包含上述所有過程。

一級處理（機械處理）

圖為豎流式沉砂池設計圖

機械(一級)處理是所有污水處理工藝流程工程(盡管有時有些工藝流程省去初沉池)，城市污水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。在生物除磷脫氮型污水處理廠，一般不推薦曝氣沉砂池，以避免快速降解有機物的去除；在原污水水質特性不利于除磷脫氮的情況下，初沉的設置與否以及設置方式需要根據水質特性的后續工藝加以仔細分析和考慮，以保證和改善除磷除脫氮等后續工藝的進水水質。

二級處理（生化處理）

圖為典型的活性污泥法工藝流程

目前大多數城市污水處理廠都采用活性污泥法，小城市一般采用的是CRI法（人工快滲系統），另外在工業廢水方面還有一些其它的方法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥)；多余的生物污泥在沉淀池中經沉淀池固液分離，從凈化后的污水中除去。

影響微生物活性的因素

在污水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質類和環境類兩大類。

基質類影響：

包括營養物質，如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質、氮源、磷源等營養物質、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學物質如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。

環境類影響：

溫度

pH值

活性污泥系統微生物宜的PH值范圍是6.5-8.5，酸性或堿性過強的環境均不利于微生物的生存和生長，嚴重時會使污泥絮體遭到破壞，菌膠團解體，處理效果急劇惡化。

溶解氧

對好氧生物反應來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高于0.3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸；當溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時，兼性菌則轉入厭氧呼吸，絕大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多數為絲狀菌)還可能生長良好，在系統中占據優勢后常導致污泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經濟上不合算。

三級處理（深度處理）

由此可見，污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離，在使污水得到凈化的同時將污染物富集到污泥中，包括一級處理工段產生的初沉污泥、二級處理工段產生的剩余活性污泥以及三級處理產生的化學污泥。由于這些污泥含有大量的有機物和病原體，而且極易發臭，很容易造成二次污染，消除污染的任務尚未完成。污泥必須經過一定的減容、減量和穩定化無害化處理井妥善處置。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響，必須重視。如果污泥不進行處理，污泥將不得不隨處理后的出水排放，污水廠的凈化效果也就會被抵消掉。所以在實際的應用過程中，污水處理過程中的污泥處理也是相當關鍵的。