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典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理（水线）、污泥处理等工段。由机械处理和生化处理构成的系统属于二级处理系统，其BOD5和SS去除率可达到 90%～98%。处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为强化 一级处理、一级半处理或不*二级处理，主要有高负荷生物处理法和化学法两 大类，BOD5去除率 45%～75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称 为深度二级处理。为了去除特定的物质，在二级处理之后设置的处理系统属三级 处理，例如化学除磷，絮凝过滤，活性炭吸附等。
机械处理工段
机械（一级）处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物，以去除粗大颗 粒和悬浮物为目的，处理的原理在于通过物理法实现固液分离，将污染物从污水 中分离，这是普遍采用的污水处理方式。机械（一级）处理是所有污水处理工艺流程*工段（尽管有时有些工艺流程省去初沉池），城市污水一级处理BOD5 和 SS的典型去除率分别为 25%和 50%。在生物除磷脱氮型污水处理厂，一般不推 荐曝气沉砂池，以避免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱 氮的情况下，初沉池的设置与否以及设置方式需要根据水质特性和后续工艺加以 仔细分析和考虑，以保证和改善除磷脱氮等后续工艺的进水水质。
污水生化处理
污水生化处理属于二级处理，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、生物膜法、生物稳定 塘法和土地处理法等四大类。目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用，尤其是微生物的作用，完成有机物的分解和生物 体的合成，将有机污染物转变 成无害的气体产物（CO2 ）、液体产物（水） 以及 富含有机物的固体产物（微生物群体或称生物污泥）；多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀法固液分离，从净化后的污水中除去。
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