1、活性污泥法
近年來，活性污泥法已成為一種非常成熟的處理工藝，在我國城市污水環境處理中得到廣泛應用。活性污泥法的主要優點是污染凈化程度高、出水水質好、穩定等。活性污泥系統主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流、剩余污泥排放系統四部分組成。
首先將城市污水和活性污泥送入曝氣池充分混合，通入氧氣與混合物發生好氧代謝反應，盡可能攪拌均勻，促進有機物、氧氣微生物表現出更好的接觸反應。其次，將混合物送入沉淀池，促進固液有效分離，保證沉淀池出水水質。沉淀池內含有大量污泥，部分通過污泥回流系統返回曝氣池，主要是保證曝氣池內微生物濃度能滿足污水處理的要求。但曝氣池內的生化反應會促進微生物的繁殖，這些微生物會從沉淀池中排出，從而保證了活性污泥系統的高效運行。
活性污泥不僅可以氧化分解有機物，還具有高效的混凝沉淀功能，便于沉淀池中的固液分離。但是，這種方式的應用投資大，占地面積大，不符合集約化發展的理念。對于污水處理的應用，目前更加注重節能、高效、方便、經濟，以實現更高的投資和資源效益。為此，人們應該從更高層次思考城市污水環境治理，在保證污水有效處理的同時，兼顧可持續和高質量發展。
2.生物膜法
生物膜法和活性污泥法的目的相同。作為一種污水好氧生物處理技術，在當前城市污水環境處理中也得到了廣泛的應用。主要去除污水中的溶解性和膠態有機物，在城市污水的生物處理中起著至關重要的作用。生物膜法主要是將微生物附著在固體介質表面，對城市污水中的有機污染物進行處理。附著在生物膜上的細菌有：需氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌等，與原生動物、藻類等生物一起構成生物膜上的生態系統。濾料部分可分為四層：厭氧層、好氧層、附著水層和流動水層。城市污水中含有大量有機物，生物膜可以將其吸附在膜體上，然后由附著在其上的好氧菌分解，再由附著在厭氧層的厭氧菌分解，而運動水層主要是沖走失去功能的膜，保證生物膜保持足夠的活性并快速再生，從而使污水不斷得到凈化。但這種方法成本高、效率低，只適用于大型污水處理廠。
3.氧化法
目前，人們已經開始在城市污水處理中研究和應用氧化法。主要用于城市生活污水的預處理，是現階段發展潛力的一種方式。
氧化法主要按氧化劑的種類和發生裝置的種類分為五種：化學氧化法、催化氧化法、濕法氧化法、光催化氧化法、超臨界氧化法等。其中，化學氧化法操作方便，效果明顯，但由于投入成本大，在城市生活污水處理中的應用并不廣泛；該光催化法工藝設備簡單，操作要求低，氧化能力強。具有處理效果更好等優點，更符合城市污水處理的發展趨勢；光催化反應主要通過光照射進行。光催化反應的活化能主要來源于光子能量的新物質。