城市污水处理是指为改变污水性质，使其对环境水域不产生危害而采取的措施。城市污水处理一般分为三级：一级处理，系应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵；二级处理，系应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质；三级处理，系应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等，去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。至于采取哪级处理比较合理，应视对最终排出物的处理要求而定。
一般城市污水主要污染物是易降解有机物，所以绝大多数城市污水处理厂都采用好氧生物处理法。如果污水中废水比重很大，难降解有机物含量高，污水可处理性差，就应考虑增加厌氧处理改善可处理性的可能性，或采用物化法处理。
通常城市污水处理以一级处理为预处理，二级处理为主体，三级处理很少使用。一般工厂排出的污水，至少应采取两级处理。由于二级处理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，还要进行污泥处理。
水量变化
在人类的生产和生活过程中用过的水，绝大部分排入污水管道，但这并不说明污水量就等于给水量，因为有时用过的水并没有排人污水管道，如消防、冲洗街道水排人了雨水管道或蒸发掉，再加上污水管道的渗漏等造成了污水量小于给水量，一般城市的污水量约为给水量的80%～90%。另外在某些情况下，实际排入污水管道的污水量也可能大于给水量，如地下水经管道接口处渗入，雨水经检查井u流入以及工厂或其他用户没有分散的给水设备，这些用户的给水量可能未包括在城市集中给水量之内等等，这时就可能出现污水量大于给水量。
在不同的工业企业中，工业废水的排除情况很不一致，某些工厂的工业废水是均匀排出的，但很多工厂废水排出情况变化很大，甚至一些个别车间的废水也可能在短时间内一次排放，再加上工厂新工艺及新产品的出现等使城市污水的水质水量也随之不断地变化。综上所述，城市污水的水质、水量变化还与城市的发要状况、人民生活水平的高低、卫生器具的多少、城市的地理位置、气候和季节有关。
城市污水处理厂设施的设计规模取决于排入下水道的工业废水总量Q2和与雨水量Q3以及使用下水道的城市人口排污量。
所用工艺
城市污水处理技术就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资 源得到充分利用。
城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。
典型的物理处理技术在城市污水处理中应用的有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。
典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等。
典型的生物处理技术有好氧牲氧化分解和厌氧生物发酵技术。
城市污水处理工艺，实际上是以上这些技术的应用与组合。
城市污水处理工艺：城市污水处理工艺按流程和处理程序划分，可分为预处理工艺，一级处理工艺、二级处理工艺、深度处理工艺和污泥处理工艺，以及最终的污泥处置。
预处理
城市污水处理厂的预处理工艺通常包括格栅处理，泵房抽升和沉砂处理。格栅处理的目的是截流大块物质以保护后续水泵管线、设备的正常运行。泵房抽升的目的是提高水头，以保证污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物。沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降，防止造成设施淤砂，影响功效，造成磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。一级处理工艺：主要是初级沉淀池，目的是将污水中悬浮物尽可能地沉降去除，一般初次沉 淀池可去除50%左右的悬浮物和25%左右的BOD5。