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以市政污水处理为例，市政污水处理大致分为一级处理、二级处理以及三级处理。
一级处理
一级处理系统又称为物理处理系统，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
粗格栅
粗格栅目的是用来去除可能会堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行。粗格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成，倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。
沉砂池
污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。
提升泵
污水提升泵的主要作用，就是将污水从一个水池抽送到另一个水池，或从一个污水处理环节输送到另一个处理环节，实现污水的传输作用，在污水处理过程中使用的比较多些。
污水提升泵放在污水处理厂进水口，污水管网输送过来的污水，水位较低，需要用污水提升泵，将水位较低的污水抽送到后续的处理工艺设备中。很多污水处理设施按高程设置，通过水位差，使污水实现自流，自动流向后续设施中，从而减少能耗。另一个作用，是把上一个水池处理过的污水，抽送到下一个水池，进行下一个不同的污水处理工艺。
初沉池
初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除单位质量BOD或固体物计算，初沉池是经济上最为节省的净化步骤，对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均易采用初沉池预处理。
二级处理
二级处理又称为生物处理系统，主要是为了去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准，悬浮物去除率达95%出水效果好。
生物池
生物池更多被称为生物处理系统，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。
二沉池
二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
进入二沉池活性污泥性质有以下两种特点：
1）活性污泥混合液浓度高（2000-4000mg/L），具有絮凝性，属于成层沉淀。沉淀是泥水之间有清晰的界面，絮凝体结合整体共同下沉。
2）活性污泥质轻，易被水带走，容易产生二次流和异重流的现象，使实际的过水断面远远小于设计的过水断面。
污泥处理
污泥处理是对污泥进行减量化、稳定化和无害化处理的过程。污水处理程度越高，就会产生越多的污泥残余物需要加以处理。除非是利用土地处理或污水塘处理污水，否则一般的污水处理厂必须设有污泥处理设施。对现代化的污水处理厂而言，污泥的处理与处置已成为污水处理系统运行中最复杂、且花费最高的一部分。
其中处理后的污泥，一部分会回流回生物处理系统进行再次处理，而另一部分则会进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，最后经过脱水和干燥设处理后进行利用。
三级处理
三级处理又称为化学处理系统，是城市污水处理三个级别中的最后一级，是污水高级处理（又称深度处理）措施。污水经过二级处理后，仍含有磷、氮和难以生物降解的有机物、矿物质、病原体等，需要进一步净化处理，以便消除污染。三级处理一般会在消毒池中进行处理。
经过以上步骤处理后且达标的水有直接排入收纳水体的，有进行市政回用的，有进行地下水回灌的，有根据不同行业用水水质不同的将上一用水标准较高的单元产生的污水作为下一单元原水的，更有直接对原水进行深度处理作为饮用水水源的。
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