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污水處理是處理水污染的重要過程。采用物理、生物及化学的方法主要对生活污水以及工业废水进行处理以分离水中的固体污染物并降低水中的有机污染物和富营养物（主要为氮、磷化合物），从而减轻污水对环境的污染。它的目标是生产對环境安全的液体废物流（或经处理的污水）和固体废物（或污泥处理），适用于处理或再利用（通常为农场的肥料），污水經過多重淨化後甚至可達到食用水的標準能再供飲用。
在意義上，污水处理也被定义为废水处理——包括工业废水的净化处理。在大部分城市中，一部分含有有机污染物和富营养物的工业废水会通过污水处理厂进行二次处理来减少有机污染物排放量
来源
污水主要来源于生活、生产及工业设施，包含由厕所、厨房、浴室等产生的生活污水，有的地区也包括工业污水、医疗污水及农业污水。
如今，在发达国家及部分发展中国家，人们开始广泛的使用分离处理生活污水中黑水及灰水的设施。被处理过的灰水一般被再次收集来灌溉农田及冲洗马桶。
城市径流污水
城市径流污水包括雨水径流和城市径流，一般称同时处理污水和雨水的下水道系统为合流式下水道系统。自19世纪末期到20世纪早期第一个城市下水道系统建立以来，合流式下水道系统开始被广泛的使用。
起初，设计合流式下水道是为了在干旱期间，使废水进入处理设施；在暴雨期间，使过量的水不经过处理，直接排入河流、小溪或湖泊。但实际上，暴雨会与未经处理的污水混合。因此，现代设计并不鼓励使用合流式下水道，并将原有的合流式下水道系统逐渐修缮为分流式下水道系统。
工业废水
工业废水处理是一项重要措施。它在工业废水排入下水道之前对其进行的再次回收和处理，并以此减少工业废水中污染物含量，使其不容易腐臭。在高度规范的发达国家，这项技术得到了广泛运用。但在许多发展中国家，工业废水在不经过二次处理的情况下直接排入下水道或海洋、湖泊、河流等（称为受纳水体）。
過程
概况
污水收集和处理通常是受制于地方的法规和标准。工业污水往往需要专门的处理过程（见工业废水处理）。
污水处理通常包括三个阶段，稱為一级，二级和三级處理。
典型的生活污水处理厂常包含两级处理过程，即一、二级处理。污水经市政管网收集进入处理厂，由隔栅过滤去除其中较大的固体物，如泥沙、纸张、塑料等，然后进入第一级沉淀池（称为预沉池、一沉池）。污水在预沉池中停留数小时，待其中固体污染物沉降后，进入二级生物化学处理反应池。视采用处理手段的不同，反应池可以为好氧型曝气池、或厌氧型生物滤池（滴滤池）等。一般来说，好氧反应的处理量大，适合大中型城市采用。在曝气池中大量通入空气以促进好氧细菌生长。细菌以水中有机污染物为食，大量增长后形成污泥状悬浮物。此时将污水引入第二级沉淀池，将细菌和其他微生物为主的污泥沉降。运营良好的二级生化污水处理厂，处理后的污水在视觉、嗅觉上可以达到与清水相近。
处理后的污水再利用
中水（Reclaimed water），也叫再生水、再造水或回收水，是经过处理的污水回收再用。因为城市建设中将供水称为“上水”，污水排放称为“下水”，所以中水取其两者之间的意思。随着人类生产生活用水量的加大，而淡水资源的进一步枯竭和被污染，中水利用已经成为全世界关注的焦点。
使用合适的技术，有可能重新使用（或重用）的污水为饮用水，尽管这通常仅发生有限的水供应的地方，例如温得和克和新加坡地完成。
在以色列，农业用水的50％左右（总使用量为10亿立方米，2008年）是通过回收下水道的水提供。未来的计划要求增加使用处理污水，以及更多的海水淡化厂。
各地污水处理情况
臺灣
- A.數據
根據臺灣內政部營建署，至2020年5月的污水統計數據為：
| 公共汙水下水道普及率 | 36.86% |
|---|---|
| 專用汙水下水道普及率 | 10.04% |
| 建築物汙水設施設置率 | 16.12% |
| 汙水處理率合計 | 63.01% |
- B.辦法、處理案例
香港
香港的污水處理是由發展局屬下的部門渠務署所負責。根據渠務署2009-2010年報資料，渠務署管理277所污水處理設施，當中包括66所污水處理廠和211所泵房。每日平均處理約268萬立方米污水。
參考文獻
外部連結
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维基共享资源中相关的多媒体资源：污水處理 |
- （英文）废水处理的交互图 - “顺其自然” – 水环境联合会（提供英文和西班牙文和法文）。
- （英文）Improved Modelling of Wastewater Treatment Primary Clarifier Using Hybrid Anns （页面存档备份，存于互联网档案馆）
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