城市污水处理工艺主要包括机械处理，生化处理，污泥处理等工段。二级处理系统包括机械处理以及生化处理构成的系统。非重点流域和非水源保护区的建制镇，根据当地经济条件和水污染控制要求，可先实行一级强化处理，分期实现二级处理。从污水处理的角度，污染物可分为悬浮固体污染物，有机污染物，有毒物质，污染生物和污染营养物质。城市污水中含有的大量有机物排入水体，会使水体中溶解氧的含量降低，甚至达到缺氧状态，严重污染水体，使水中鱼类无法生存。
处理城市污水技术分为三级，一级处理就是对污水进行的初级处理，主要是用物理处理方法。可以去除比重较大的无机颗粒。二级处理主要采用生物处理法，目的的去除污水中呈胶体的有机污染物质。三级处理一般采用砂滤发，活性炭吸附法和电渗析法等，用来进一步处理难以溶解的有机物。
根据城市污水处理技术政策，城市污水处理设施建设，应采用成熟可靠的技术。根据污水处理设施的建设规模和对污染物排放控制的特殊要求，可积极稳妥地选用污水处理新技术。因此，必须合理把握工艺先进性和成熟性(可靠性)的辨证关系。一方面，应当重视技术经济指标的先进性，同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程。
氧化沟是活性污泥法的一种变型,其曝气池呈封闭的沟渠型,故它在水力流态上不同于传统的活性污泥法。它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠,污水渗入其中得到净化,最早的氧化沟渠是加以护坡处理的土沟渠,是间歇进水间歇曝气的。从这一点上来说,氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。氧化沟污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成,最早的氧化沟不需另设初沉池、二沉池和污泥回流设备。
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