現(xiàn)代城市污水處理，包含眾多的污水處理工藝和設(shè)備，按照處理程度劃分，可分為一級物理處理、一級強(qiáng)化處理、二級生物處理、三級處理和污泥處理。

一、一級物理處理

利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體物質(zhì)。主要污水處理設(shè)備有格柵、破碎機(jī)、沉砂池、沉淀池等。經(jīng)過一級處理后的污水，BOD的去除率一般為20%-30%左右，SS降低50%左右。

二、一級強(qiáng)化處理

一級強(qiáng)化處理也成為化學(xué)處理或者物理化學(xué)處理，利用化學(xué)反應(yīng)的作用分離污水中各種形態(tài)的污染物。

1.水解工藝

水解池全稱為水解升流式污泥床反應(yīng)器。在廢水生物處理中，水解指的是有機(jī)物進(jìn)入細(xì)胞前，在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。這一階段zui為典型的特征是生物反應(yīng)的場所發(fā)生在細(xì)胞外，微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化氧化反應(yīng)(主要包括大分子物質(zhì)的斷鏈和水溶)。

從原理上講，水解(酸化)是厭氧消化過程的*、二兩個階段，但水解(酸化)工藝和厭氧消化追求的目標(biāo)不同，因此是截然不同的處理方法。水解(酸化)系統(tǒng)中的的目的主要是將原水中的非溶解態(tài)有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙鈶B(tài)有機(jī)物，特別是工業(yè)廢水處理，主要是將其中難生物降解物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到馕镔|(zhì)，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧生物處理。考慮到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解(酸化)主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。

2.化學(xué)一級強(qiáng)化處理

化學(xué)一級強(qiáng)化處理使用廉價混凝劑，使BOD、COD去除達(dá)50%以上，SS去除達(dá)80%以上。一般當(dāng)采用無機(jī)混凝劑與PAM復(fù)配時，藥劑用量明顯降低。有機(jī)絮凝劑存在zui投藥量，而且對COD的去除強(qiáng)化效果優(yōu)于無機(jī)混凝劑。當(dāng)采用兩種藥品時先投加一種，1min后再投加第二種。

3.預(yù)曝氣一級強(qiáng)化處理

污水進(jìn)行預(yù)曝氣，促進(jìn)懸浮物互相碰撞絮凝，改善懸浮物的沉降性能。研究表明，如果在污水預(yù)曝氣時加入適量的剩余污泥，即進(jìn)行生物絮凝曝氣，再zui曝氣時間下，可提高SS去除率至80%，BOD去除率至30%。

三、二級生物處理

二級生物處理是在人為造成的厭氧、兼氧、好氧環(huán)境中，利用微生物的新陳代謝作用，對污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定化處理。因其處理污水的費(fèi)用低廉，運(yùn)行管理方便，這種工藝已經(jīng)廣泛作為城市污水處理的主工藝。

在當(dāng)前的污水處理技術(shù)領(lǐng)域，生物處理主要可分為以下幾種：活性污泥法、生物膜法、污水的自然生物處理。

(一)活性污泥法

當(dāng)今城市污水處理主要采用的是活性污泥法、它具有處理效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、運(yùn)行經(jīng)驗豐富等優(yōu)點。如A/O工藝(包括A/O、A2/O工藝)、氧化溝工藝(包括Orbal氧化溝、Carrousel氧化溝以及三溝氧化溝)、SBR工藝等。

活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)廢水的方法。生物絮體活性污泥包括細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物及其代謝和吸附的有機(jī)物、無機(jī)物，具有降解有機(jī)污染物的能力。一般來說活性污泥凈化污水主要分為以下幾個過程：

(1)吸附 廢水與活性污泥微生物接觸后，形成懸浮混合液，廢水中的污染物被比表面積以及表面含有多糖類黏性物質(zhì)的微生物吸附或粘連。呈膠狀的大分子有機(jī)物被水解酶分解為小分子物質(zhì)。這些小分子與溶解性有機(jī)物在透膜酶的作用下或濃度差的作用下選擇性滲透進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)。微生物的初期吸附過程十分迅速，一般約為10-30min左右，該過程BOD可降低80%左右。

(2)微生物的代謝 污染物進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)之后，有機(jī)微生物的代謝左右，一部分的有機(jī)物經(jīng)中間產(chǎn)物后轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，另一部分則轉(zhuǎn)化為細(xì)胞中的有機(jī)體，成為微生物的一部分。

(3)凝聚與沉淀 絮凝體是活性污泥的基本結(jié)構(gòu)，水中能形成絮凝體的微生物有很多，由于他們的凝聚性能可形成菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)對于廢水中微生物的去除具有重要的意義。

(二)生物膜法

活性污泥法也存在高、占地大、能耗大、運(yùn)行費(fèi)用高等缺點。近年來，生物膜法得到快速的發(fā)展，由于其具有以下優(yōu)勢而能夠部分取代活性污泥法：

(1)微生物多樣化 生物膜工藝適于微生物生長，不會產(chǎn)生污泥膨脹，無需污泥回流，方便管理;

(2)微生物量多 單位體積內(nèi)的微生物量可高達(dá)活性污泥法的5-20倍;

(3)能生長硝化菌;

(4)對水質(zhì)、水量的變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性，低溫下也能保持良好的變化功能;

(5)易于固液分離，污泥產(chǎn)量少;

(6)能夠處理低濃度廢水，活性污泥法在處理低濃度廢水時由于營養(yǎng)不足使得處理水質(zhì)低下;

(7)動力費(fèi)用低，占地面積小。

(三)污水的自然生物處理

污水自然處理主要是依靠自然的凈化能力進(jìn)行污水處理的方法。污水自然處理必須考慮對周圍環(huán)境以及水體的影響，不能降低周圍環(huán)境的質(zhì)量。污水的自然主要主要有：好氧穩(wěn)定塘、兼性穩(wěn)定塘、厭氧穩(wěn)定塘、曝氣穩(wěn)定塘等。

在穩(wěn)定塘塘水中存活并對污水起凈化作用的生物有：細(xì)菌、藻類、微型動物(原生動物與后生動物)、水生植物及其他水生動物。