污水處理工藝就是對城市生活污水和工業廢水的各種經濟、合理、科學、行之有效的工藝方法。污水處理被廣泛應用于建筑、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域。城市污水處理工藝應根據處理規模、水質特性、受納水體的環境功能及當地的實際情況和要求，經技術經濟比較后優選確定。
工藝選擇的主要技術經濟指標包括處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環境效益等。切合實際地確定污水進水水質，優化工藝設計參數。必須對污水的現狀水質特性、污染物構成進行詳細調查或測定，作出合理的分析預測。
在水質構成復雜或特殊時，應進行污水處理工藝的動態試驗，必要時應開展中試研究。積極審慎地采用經濟的新工藝。對在國內首次應用的新工藝，必須經過中試和生產性試驗，提供可靠設計參數后再進行應用。整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升后，經過格柵或者砂濾器，之后進入沉砂池。
經過砂水分離的污水進入初次沉淀池，以上為一級處理(即物理處理)，初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設備的出水進入二次沉淀池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理。
一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之后進入污泥消化池，經過脫水和干燥設備后，污泥被利用。
