现代污水处理技术，按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法。
物理处理法。利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。方法有筛滤法、沉淀法、上浮法、气浮法、过滤法和反渗透法等。
化学处理法。利用化学反应，分离回收污水中处于各种形态的污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的）。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。
生物化学处理法。此法是利用微生物的代谢作用，脱气膜设备，使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类，脱气膜，即利用好氧微生物作用的好氧法（好氧氧化法）和利用厌氧微生物作用的厌氧法（厌氧还原法）。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水，有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥，现在也开始用于处理城市污水。
利用光学显微镜可以观察
利用光学显微镜可以观察丝状真菌、原生动物和后生动物的生物相。通过对丝状真类和数量的观察和鉴定，脱气膜方案，可以判断污泥的质量和处理后的水质。因此，原生动物和后生动物被称为活性污泥系统中的指示生物。除了活性污泥的宏观指标外，污泥的微生物指标，即污泥的生物相，可以用普通光学显微镜观察。生物量观测由两部分组成：一部分是观察指示性生物(如原生动物和元动物)的数量和种类的变化。活性污泥中存在不同质量的指示生物。通过对指示性生物的观察，可以间接评估活性污泥的质量。另一部分是观察活性污泥中丝状菌的数量。不同质量的活性污泥中丝状菌的数量是不同的，通过测量丝状菌的数量，也可以间接反映活性污泥的质量。
废水中有许多有机物质，含有十几种、几十种，甚至上百种有机物质的废水也是能经常遇到的，如果对废水中的有机物质一一进行定性定量的分析，既耗时间，又耗药品。那么能不能只用一个污染指标来表示废水中所有的有机物质及其它们的数量呢？环境科学工作者经过研究发现，脱气膜方法，所有的有机物质都有二个共性：一是它们至少都由碳氢组成；二是绝大多数的有机物质能够化学氧化或被微生物氧化，它们的碳和氢分别与氧形成无毒无害的二氧化碳和水。废水中的有机物质不论是在化学氧化过程中还是在生物氧化过程中都要消耗氧，废水中的有机物质愈多，则消耗的氧量也愈多，二者之间是呈正比例关系的。
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