预处理
在污水进入处理系统之前，首先需要进行预处理。这个阶段的目的是去除大块物质和异物，以防止它们损坏设备或堵塞管道。常见的预处理操作包括物理过滤、机械去垢、破碎和分离等。例如，通过网格篮筐来拦截浮动物体，如木屑、塑料瓶等；使用破碎机将不易降解的大块固体材料打碎成更小的部分，便于后续处理。此外，还可能会对含有较高浓度悬浮固体颗粒（TSS）的废水进行沉淀，使其浓缩到可适宜进一步生物化学氧化过程。
生物化学氧化
生物化学氧化是现代污水处理中最重要的一步，它通过微生物作用来减少有害杂质并产生稳定的排放标准。这种过程通常分为两个阶段：第一阶段是碱性消毒，其中添加氯或其他消毒剂以杀死潜在的病原体，并阻断细菌生长；第二个阶段则是酸性回收，其中使用二氧化碳注入使溶解气体释放，从而恢复自然环境条件。在这两种情况下，所生成的废气必须被捕获并处置，因为它包含了氯气和臭味。
后治理与再利用
最后一步是后治理，也称为终末净化，这一环节主要用于进一步提高排放质量，为重金属移除提供必要条件，以及对剩余污染物进行进一步清洁。在这一步骤中，可以采用多种技术，如活性炭过滤来去除色素、油脂以及一些有机合成材料，还可以通过反渗透技术或超滤膜去除剩余悬浮固体及某些无机盐类。此外，有些城市还会将经过深度净化后的废水作为灌溉用水或者工业用水，而不是直接排放到河流或海洋。这不仅能最大限度地保护环境资源，也能够节约新鲜饮用水资源，实现循环利用。
