活性汙泥處理方法
目前城市生活汙水應用最廣泛的是所謂的活性汙泥法，具有處理能力強、處理後水質好的優點。其壹般組成包括曝氣池、沈澱池、排泥和回流系統。待處理汙水和活性汙泥回流進入曝氣池混合，然後與其中的空氣接觸，增加氧含量，產生代謝反應。充分攪拌的混合液體變成懸浮狀態，所以其中的有機汙染物和氧氣可以與微生物接觸發生反應。接下來進入沈澱池，原來的懸浮物會沈澱下來被隔離，所以沈澱池的出水就是純凈水。壹般沈澱池的汙泥會回流，這樣就保證了曝氣池中壹定濃度的懸浮物和微生物。曝氣池中的反應會使微生物大量繁殖，所以過多的微生物要從沈澱池中排出，以維持整個系統的穩定。活性汙泥除了能夠氧化分解有機物外，還必須具有壹定的混凝沈澱能力，這樣才能從混合液中分離出來，然後在出口處得到純水。活性汙泥法的缺點是基建費用太高，不容易實施。
生物膜處理方法
所謂生物膜法，就是通過附著在某些固體物體表面的微生物來處理汙水中有機汙染物的方法。與活性汙泥法的發展時間基本吻合。所謂“生物膜”，就是附著在固體表面的微生物的形象，壹般是由非常密集的好氧菌、厭氧菌、原生動物和藻類結合而成的生態系統。附著在生物膜上的固體介質稱為載體或濾料，因此向外的生物膜可分為厭氧層、好氧層、附著層和動水層。整個方法的基本操作過程是生物膜先吸附水層中的有機物，然後被好氧菌分解，再被厭氧菌厭氧分解，運動的水層通過流動不斷更新生物膜，從而反復實現汙水的凈化。
生物膜法壹般應用於中小型城市汙水的處理。采用的處理結構是生物濾池或生物轉盤，我國南方壹般采用生物濾池。由於材料和技術的不斷創新，生物膜技術近年來取得了很大進展。由於生物膜法中的微生物壹般固定在填料上，生態系統相對穩定，微生物消耗的能量比活性汙泥法小得多，剩余汙泥也少。生物膜法具有效率高、抗沖擊能力強、汙泥產量低、運輸方便等優點，使其在各種處理方法中極具競爭力。生物膜法的缺點是成本高，單位處理效率低。因此，進壹步降低成本和提高效率是今後生物膜研究的主要方向。
氧化處理方法
氧化處理是壹種廣泛應用的城市汙水預處理方法，具有很大的潛力。根據氧化劑和反應器的類型，可分為化學氧化、催化氧化和光催化氧化。其中化學氧化法操作相對簡單，但效果不夠明顯，運行成本高，在實際工作中應用不廣泛。為了提高處理效果，降低成本，人們又找到了壹些其他的氧化技術。
這些新方法之壹是光催化。其特點是設備簡單、條件溫和、氧化能力強、處理效果徹底。在汙水處理中受到廣泛歡迎。
光催化反應是通過光的作用發生的化學反應。在反應過程中，分子通過吸收特定波長的光波轉變為激發態，然後發生化學反應，形成新的物質，或者成為中間化學產物，促進熱反應。光化學反應所需的活化能來自光，通過光電轉換和光化學轉換利用太陽能中的光能是壹個非常熱門的研究領域。
光催化氧化技術通過光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射結合起來。使用的光主要是紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可用於處理汙水中的CHCl3、CCl4、PCBs等難降解物質。此外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在協同作用，大大加快了H2O2分解生成羥基自由基的速度，促進了有機物的氧化去除。
所謂光化學反應，就是只有在光的作用下才能進行的化學反應。在這個反應中，分子吸收的光能被激發到高能態，然後電子激發態分子進行化學反應。光化學反應的活化能來源於光子的能量。在太陽能利用中，光電轉換和光化學轉換壹直是光化學研究中非常活躍的領域。80年代初開始研究光化學在環境保護中的應用，其中控制汙染的光化學降解受到特別重視，包括無催化劑光催化降解和催化降解。前者多以臭氧和過氧化氫為氧化劑，在紫外光照射下氧化分解汙染物；後者也叫光催化降解，壹般可分為均相和多相兩種。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+和H2O2為介質，通過光-芬頓反應降解汙染物，可以直接利用可見光。多相光催化降解是在汙染體系中加入壹定量的光敏半導體材料，同時結合壹定能量的光輻射，使光敏半導體在光的照射下被激發產生電子-空穴對，溶解氧和吸附在半導體上的水分子與電子-空穴反應生成具有強氧化性的自由基，如OH，然後通過與汙染物的羥基加成、取代和電子轉移，使全部或幾乎全部汙染物礦化，最終生成CO2、H2O和NO3-等其他離子。與無催化劑的光化學降解相比，光催化降解在環境汙染控制方面更為積極。
目前，氧化處理因其成本低、效率高的優點而受到廣泛關註。此外，它在汙水深度處理和難生物降解有機廢水的處理方面具有良好的前景，已成為國內外活躍的研究課題。許多人認為氧化法將在21世紀成為廢水處理的重要方法。