污水处理的目标是去除废水中的悬浮物、有机物、氮磷等污染物，使其达到排放标准或具备回用价值。根据作用原理不同，污水处理方法可分为物理法、化学法和生物法三大类；根据处理程度不同，则分为一级处理、二级处理和三级处理（深度处理）三个等级。
一、三大基本方法
1.物理处理法
利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固态污染物，在整个处理过程中不改变化学性质。该方法设备简单、运行费用较低，主要用于去除悬浮物、漂浮物及大颗粒杂质。
常用的物理处理方法包括：
筛滤截留：通过格栅、筛网等设备截留纤维、塑料等大块漂浮物
重力分离：利用比重差异在沉砂池、沉淀池中去除砂石和可沉降固体物质
气浮与浮选：通过微小气泡使乳化油和细小悬浮物上浮分离
离心分离：利用离心力分离密度差异较大的悬浮物
膜分离：包括微滤、超滤、反渗透等，截留特定粒径的污染物
2.化学处理法
通过投加化学药剂，利用化学反应来分离、转化或去除污水中的溶解性物质和胶体物质。该方法的处理效果较好，但费用相对较高，多用作生化处理后的深度处理或针对特定污染物的预处理。
常用的化学处理方法包括：
混凝沉淀法：投加混凝剂使胶体颗粒失稳凝聚，配合絮凝剂形成大絮体加速沉降。代表药剂有PAC（聚合氯化铝）和PAM（聚丙烯酰胺），在去除悬浮物的同时可同步去除部分磷和有机物，是污水处理中应用最广泛的化学处理方法之一
中和法：处理酸碱废水，常投加硫酸、盐酸或氢氧化钠调节pH值
氧化还原法：利用强氧化剂（如次氯酸钠、臭氧、芬顿试剂）降解有毒物质或难生物降解有机物，同时可用于消毒杀菌
化学沉淀法：通过沉淀剂去除重金属离子、磷酸根等特定离子
吸附法：利用活性炭、树脂等吸附材料去除色度、臭味及微量污染物
离子交换法：回收贵重金属或处理特定离子污染物
3.生物处理法
利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机污染物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。生物法是目前污水处理中应用最广泛、成本相对较低的主体工艺，对COD和BOD的去除效果最为显著。
根据微生物的生存条件，可分为两大类：
（1）好氧生物处理：在曝气供氧条件下，好氧微生物将有机物分解为二氧化碳和水。常见形式包括：
活性污泥法：微生物悬浮生长在曝气池中，通过回流污泥保持系统活性，是目前应用最广的主流工艺
生物膜法：微生物固定在填料表面形成生物膜，如生物滤池、生物转盘、MBBR等
（2）厌氧生物处理：在无氧条件下，厌氧微生物将高浓度有机污染物分解转化为甲烷和二氧化碳，多用于污泥消化和高浓度有机废水处理。
二、典型处理流程
现代污水处理厂通常根据水质要求和处理目标，将上述方法组合起来，按处理程度构建为一级→二级→三级（深度处理）的多级处理体系。
一级处理（机械处理）
主要利用物理法去除污水中的粗大颗粒和悬浮固体。其目的是减轻后续处理单元的负荷，保护水泵和管道设备。
主要构筑物包括：
格栅：拦截塑料袋、树枝等大块漂浮物
沉砂池：利用重力分离去除砂砾等无机颗粒
初沉池：通过重力沉降去除可沉悬浮物及部分有机物
一级处理后，BOD₅去除率约为25%-30%，SS去除率约为40%-50%，处理后的污水水质仍不满足排放标准，需要进入二级处理。
二级处理（生化处理）
以生物处理法为核心，利用微生物降解污水中的溶解性和胶体状有机污染物，同时兼具一定的脱氮除磷功能。主流的生化工艺包括活性污泥法、A²/O工艺、SBR法、氧化沟法、MBR和MBBR等。
经过二级处理后，BOD₅和SS的去除率可达90%～98%，出水通常能够满足一般排放标准。
三级处理（深度处理）
在二级处理基础上，采用更精细的处理手段去除氮、磷等营养物质及微量难降解有机物，使出水达到更高水质标准或实现回用。三级处理的顺序必须在二级处理之后，强调处理流程的递进性。
常用的深度处理技术包括：
混凝沉淀（或气浮）：进一步去除SS和TP，常投加PAC和PAM辅助絮凝沉淀
过滤：通过石英砂滤池、活性炭滤池等去除残余悬浮物
消毒：投加次氯酸钠或采用紫外线、臭氧等手段杀灭粪大肠菌群等病原微生物
膜分离技术（超滤、纳滤、反渗透）：去除溶解性盐类和微量污染物，是污水回用的重要手段
排放标准
经过上述处理后，出水水质须满足相应的排放标准。目前国内城镇污水处理厂执行的是《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），分为一级A、一级B、二级和三级多个等级。2026年，国家对该标准的修改单已正式实施，主要调整包括：将COD、氨氮、总氮、总磷4项主要指标从日均值调整为瞬时值限值，其中一级A标准COD瞬时值限值为75mg/L、总氮为20mg/L、氨氮为10mg/L（冬季为15mg/L）、总磷为1mg/L（2006年后建设），同时将非回用方向的粪大肠菌群数限值放宽至10000MPN/L，既保障环境安全又避免了过度消毒。
三、典型污水处理工艺流程
以我国应用最为广泛的厌氧-缺氧-好氧活性污泥法（A²/O工艺）为例，其典型的完整工艺流程如下：
污水首先进入厌氧区，在没有溶解氧和硝态氮的环境下，聚磷菌释放磷并吸收有机物；然后进入缺氧区，反硝化菌利用污水中的有机物将回流混合液中的硝态氮还原为氮气；最后进入好氧区，在此阶段聚磷菌过量吸收磷并通过剩余污泥排出系统，硝化菌将氨氮氧化为硝态氮，同时大部分有机物被降解。好氧区的混合液部分回流至缺氧区实现脱氮，二沉池底部的活性污泥则回流至厌氧区保持系统生物量，形成完整的污水净化回路。A²/O工艺可在去除有机物的同时实现同步脱氮除磷，目前在我国城市污水处理市场占有20%以上的份额，是处理生活污水的主流成熟工艺之一。
四、小结
现代污水处理是一个物理法预处理去渣→化学法辅助净化→生物法主体降解→深度处理提标回用的多级协同过程，各项技术互为补充，共同保障出水水质达标。随着环保标准持续收紧和污水回用需求的增长，以A²/O为代表的传统生化工艺持续优化，复合碳源精准投加、智能加药、高级氧化、膜分离等新技术加速融入深度处理环节，推动污水处理从“达标排放”迈向“资源化利用”的新阶段。
