工艺设计的基本原则
城市污水处理厂的工艺设计是基于以下几个基本原则进行的：首先，必须确保处理后的废水达到国家或地方规定的排放标准；其次，考虑到工程造价和操作成本，实现经济性和可行性；再者，对环境影响进行评估，以减少对生态系统的负担。因此，在选择具体工艺时，不仅要考虑技术性能，还要考虑长期运行维护的问题。
预处理阶段
在进入主体处理之前，通常会有一个预处理阶段。这一阶段包括物理、化学和生物方法来去除大颗粒物质、油脂、悬浮固体等。在这个过程中，可以使用篩网过滤器去除显著的大颗粒物，以及使用油剂吸收剂去除表面浮动油脂。此外，也可以通过化学沉淀法来降低悬浮固体含量，从而提高后续生物学处理效果。
生物学处理技术
生物学处理是城市污水中的关键环节之一，它通过微生物作用分解有机物质，使之变为无害或易于进一步净化。常见的生物学过程包括厌氧消化和活性 slugg道（AS）- 过渡区 - 混合沉淀池（MBR）流程。这些技术可以有效地降低BOD5值，并且还能产生一定量的地热能作为余热利用。
化学药剂添加与控制
为了优化整个工作流程，通常需要适当添加化学药剂以促进污水中的有机物质分解速度，或改善微生物群落结构。此外，还需要严格监控各种参数，如pH值、DO浓度等，以保证最佳条件下微organisms 的活动。如果不恰当地添加或控制这些因素可能导致整个系统效率下降甚至出现问题，因此，这一部分需特别关注。
辅助设备及自动控制系统
辅助设备如泵站、流量计、高压储罐等对于保持工艺流程稳定至关重要。而自动控制系统则能够实时监测各个参数并根据设定的标准自动调整操作条件，比如增加或减少药剂投入或者调节反应时间。这不仅提升了整体运营效率，也极大地减轻了人力资源上的劳动强度。
废气治理与回用利用
除了液态废弃物外，一些城市污水处理厂还需要对产生的一些气态废弃产品进行治理。例如，在厌氧消化过程中会产生大量CH4气，这种天然气具有很高的能量价值，可以用于供暖或者电力发电。在此基础上，将其他尾气中的挥发性有机成分转换为更安全稳定的形式也是必要步骤之一，有利于保护周围环境，同时也是一种资源回收利用的手段。
