污水处理是一个系统处理的工程，一般分为三级工艺，而水体中污染物的去除通常是多种机理共同作用的结果。

机械(一级)治理工艺包括格栅、沉砂池、初沉池等 ，以除去粗大颗粒和悬浮物为目的，治理的方法在于借助物理法进行固液分离，将污染物从废水中分离出来，这也是常见使用的污水处理方法。

在生物除磷脱氮性污水处理厂，通常不建议使用沉砂池，以免快速降解的有机物被除去。而在原水特殊水质不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方法需要根据水质特性的后续工艺加以仔细分析和考虑，以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。

废水生化处理属污水二级处理，以除去不能沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目标，其工艺技术组成多种多样，可分为生物膜法和活性污泥法(AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法)稳定塘法、土壤处理法等各种处理办法。

生物处理的原理是利用微生物作用，进行有机物的分解和生物提的合成，将有机物转化为二氧化碳、水、有机物固体等。然后将多余的生物污泥在沉淀池中进行固液分离，进而净化废水。

三级处理是继二级处理之后的污水处理过程，也是污水最高处理措施。现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物，并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒，然后将处理水送入中水道，用作冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。

而在上述工艺的污水处理过程中，污水得到净化的同时，污染物富集成为污泥，包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。

由于这些污泥含有大量的有机物和病原体，而且极易腐败发臭，很容易造成二次污染，消除污染的任务尚未完成。

污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水处理效果也有重大关系，必须重视。如果污泥不进行处理，污泥将不得不随处理后的出水排放，污水的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中，污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。