污水处理过程分为三个阶段：

一级处理：物理处理，通过筛选、沉淀或气浮等机械处理，去除污水中所含的石块、砂子、脂肪、油脂等。

二级处理：生化处理，污水中的污染物在微生物作用下被降解并转化为污泥。

三级处理：废水的深度处理，包括通过氯化、紫外线或臭氧技术去除营养物和对废水进行消毒。根据处理目标和水质的不同，一些废水处理工艺可能不包括上述所有工艺。

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初级治疗

机械（初级）处理段包括筛网、沉砂池、初沉池等构筑物，用于去除粗颗粒及悬浮物，处理原理是通过物理方法实现固液分离，将污染物从污水中分离出来，是常用的污水处理方法。

机械（一级）处理是所有污水处理工艺流程的必经工程（尽管有些工艺流程有时省略了初沉池），城市污水一级处理对BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。

在生物除磷脱氮型污水处理厂中，一般不建议设置曝气沉砂池，以避免去除易迅速降解的有机物。当原污水的水质特性不利于除磷脱氮时，初次沉淀的设置及设置方式需根据水质特性的后续工序进行认真分析和考虑，以保证和提高除磷脱氮等后续工序的进水水质。

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二级处理

生化污水处理属于二级处理，主要目的是去除未沉降的悬浮物和可溶解的可生物降解有机物。其工艺组成多样，可分为活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、CASS法、土地处理法和其他处理方法。目前，大多数城镇污水处理厂采用的是活性污泥法。

生物处理的原理是通过生物作用，特别是微生物的作用，完成有机物的分解和生物的合成，将有机污染物转化为无害的气态产物（CO2）、液态产物（水）和富​​含有机物的固态产物（微生物群落或生物污泥）；净化后的污水经沉淀池固液分离，将多余的生物污泥分离出来。

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三级治疗

三级处理是对水的深度处理，是继二级处理之后的污水处理工艺，是级别最高的污水处理措施，目前我国投入实际使用的污水处理厂并不多。

将二级处理后的水进行脱氮除磷，利用活性炭吸附或反渗透去除水中剩余污染物，利用臭氧或氯消毒杀灭细菌病毒，处理后的水送入灰水道，作为冲厕、街道喷洒、绿化带浇灌、工业用水、消防等水源。

由此可以看出，污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化、固液分离等方式将污水净化，同时将污染物富集到污泥中，包括初级处理阶段产生的初沉污泥、二级处理阶段产生的剩余活性污泥、三级处理产生的化学污泥。

由于这些污泥中含有大量的有机物和病原体，极易腐败发臭，极易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量化、稳定化、无害化处理后才能妥善处置。污泥处理处置的成败对污水处理厂有着重要的影响，必须引起重视。

污泥如果不进行处理的话，就只能随着处理后的出水排放，抵消污水厂的净化效果，所以在实际应用过程中，污水处理过程中的污泥处理也是非常关键的。

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除臭工艺

其中物理方法主要有稀释法、吸附法等；化学方法有吸收法、燃烧法等；生物方法包括生物制备法、生物过滤法、填料塔生物除臭法和生物洗涤法、植物提取液雾化喷淋法等。