物理沉淀法
城镇污水处理厂中，首先会使用物理沉淀法来去除大块固体颗粒。这种方法的原理是通过减缓流速和增加沉降时间，使得悬浮物能够在池底沉降。常见的设备有圆形或扁平型沉淀池，通常配备有刮泥机以定期清除池底积累的垢层。此外，还有一些高效率的新型设备如气浮式脱水器，它们可以更有效地分离悬浮物并提高处理效率。
生物生化处理
在物理沉淀后的污水中还包含大量有机物质，这部分需要通过生物生化过程进一步处理。在这个阶段，污水被送入生化接触塔或活性-sludge反应罐，与微生物共存，以催化有机物质分解为碳 dioxide、甲烷以及其他无害化学品。随着微生物代谢产生的产物不断积累，最终形成稳定的活性炭渣，可以回收作为肥料。
化学消毒与二次过滤
生化处理后剩余的一些细菌和病原体仍然存在于污水中，因此必须进行最后一步化学消毒。这通常涉及到添加氯、臭氧或者紫外线等杀菌剂对残留细菌进行灭活。一旦完成消毒程序，经过了两道以上过滤系统，如砂箱、滤板等，可以确保最终排放出的表面废水达到国家标准，无害于环境。
能源利用与综合管理
城镇污水处理厂在整个操作过程中，也会考虑如何最大限度地节约能耗和资源利用。在设计上可能采用循环冷却系统来减少热量损失，并且结合太阳能光伏发电等可再生能源技术来实现自给自足。此外，对于产生的生活垃圾和废弃物也要实施严格的分类管理，不仅能够提高资源回收率，还能减少环境负担。
监控与维护保证安全运行
为了确保城市供 水质量不受影响，同时保障居民健康安全，城镇污水处理厂必须实行严格监控措施。包括对进出站点流量、浓度参数（pH值、COD值等）以及各个工艺环节工作情况进行实时监测。而对于设施维护则需要定期检查更新零部件，以及加强人员培训，以应对各种突发事件并保持长期稳定运行状态。
