城市污水處理是指為改變污水性質，使其對環境水域不產生危害而采取的措施。城市污水處理一般分為三級：一級處理，系應用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵；二級處理，系應用生物處理法將污水中各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質；三級處理，系應用化學沉淀法、生物化學法、物理化學法等，去除污水中的磷、氮、難降解的有機物、無機鹽等。至于采取哪級處理比較合理，應視對終排出物的處理要求而定。通常以一級處理為預處理，二級處理為主體，三級處理很少使用。一般工廠排出的污水，至少應采取兩級處理。由于二級處理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，還要進行污泥處理。
城市污水處理技術就是利用各種設施設備和工藝技術，將污水所含的污染物質從水中分離去除，使有害的物質轉化為無害的物質、有用的物質，水則得到凈化，并使資 源得到充分利用。
城市污水處理技術通常有物理處理技術、化學處理技術、物理化學處理技術、生物處理技術等。
典型的物理處理技術在城市污水處理中應用的有沉淀技術、過濾技術、氣浮技術等。
典型的化學處理技術和物理化學處理技術有中和、加藥混凝、離子交換等。
典型的生物處理技術有好氧牲氧化分解和厭氧生物發酵技術。
城市污水處理工藝，實際上是以上這些技術的應用與組合。
城市污水處理工藝：城市污水處理工藝按流程和處理程序劃分，可分為預處理工藝，一級處理工藝、二級處理工藝、深度處理工藝和污泥處理工藝，以及終的污泥處置。
預處理工藝：城市污水處理廠的預處理工藝通常包括格柵處理，泵房抽升和沉砂處理。格柵處理的目的是截流大塊物質以保護后續水泵管線、設備的正常運行。泵房抽升的目的是提高水頭，以保證污水可以靠重力流過后續建在地面上的各個處理構筑物。沉砂處理的目的是去除污水中裹攜的砂、石與大塊顆粒物，以減少它們在后續構筑物中的沉降，防止造成設施淤砂，影響功效，造成磨損堵塞，影響管線設備的正常運行。一級處理工藝：主要是初級沉淀池，目的是將污水中懸浮物盡可能地沉降去除，一般初次沉 淀池可去除50%左右的懸浮物和25%左右的BOD5。
二級處理工藝：主要是由曝氣池和二次沉淀池構成，利用曝氣風機及曝氣裝置向曝氣池內供氧,主要目的是通過微生物的新陳代謝將污水中的大部分污染物變成CO2和H2O，這也就是好氧技術。曝氣池內微生物在反應過后與水一起*地流入二次沉淀池，微生物沉在池底，并通過管道和泵回送到曝氣池前端與新流入的污水混合；二次沉淀池上面澄清的處理水則*地通過出水堰流出污水廠。
深度處理：是為了滿足高標準的受納水體要求或回用于工業等特殊用途而進行的進一步處理 ，通用的工藝有混凝沉淀和過濾。深度處理的末端往往還要有加氯要求和接觸池。隨著城市社會經濟的高水平發展，深度處理是未來發展的需要。
污泥處理和污泥終處置：主要包括濃縮、消化、脫水、堆肥或家用填埋。濃縮有機械濃縮 或重力濃縮，后續的消化通常是厭氧中溫消化，也就是厭氧技術。消化產生的沼氣可作為能源燃燒或發電，或用于作化工產品等。消化產生的污泥性質穩定，具有肥效，經過脫水，減少體積成餅成形，有利運輸。為了進一步改善污泥的衛生學質量，污泥還可以進行人工堆肥或機械堆肥。堆肥 后的污泥是一種很好的土壤改良劑。對重金屬含量超標的污泥，經脫水處理后要慎重處置，一般需要將其填埋封閉起來。
幾種典型的工藝流程：
城市污水處理工藝目前仍在應用的有一級處理、二級處理、深度處理，但普遍流行的是以傳統活性污泥法為核心的二級處理。
城市污水處理工藝的確定，是根據城市水環境質量要求、來水水質情況、可供利用的技術發展狀態、城市經濟狀況和城市管理運行要求等諸方面的因素綜合確定的。工藝確定前一般都要經過周密的調查研究和經濟技術比較。近幾年國內應用較多的有A-O或A-A-O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝等類型。A-O或A-A-O工藝也叫缺氧-好氧或厭氧-缺氧-好氧工藝。這一工藝的開發主要是為了滿足脫氮除磷的需要，這是一種經濟有效的生物脫氨除磷技術，我國南方不少污水廠就采用這一工藝。
SBR工藝也叫續批式活性污泥法工藝。這一工藝構筑物主要是一個池子既作曝氣池又作二沉淀，管理簡單，特別適合中小城鎮的城市污水處理，對于較大水量的連續操作，處理一般要幾 套池子組合運行。氧化溝工藝是一種延時曝氣的活性污泥法，由于負荷很低，而沖擊負荷強，出水水質好，污 泥產量少且穩定，構筑物少運行管理簡單。氧化溝可以按脫氮設計，也可以略加改造現脫氮 除磷。另外，城市污水處理還有傳統活性污泥法的一些變型工藝，以及A-B工藝等一些工藝類型。
