在城市汙水廠的運行過程中，操作管理人員通過對處理過程中的感官指標的觀測直接感覺到進水是否正常，各構築物運轉是否正常，處理效果是否穩定。一個有經驗的操作管理員往往能根據觀測做出粗略的判斷，從而能較快地調整一些運轉狀態。感官指標主要有以下幾方面。
1、顏色
城市汙水處理廠，比較新鮮進水顏色通常為糞黃色，如果進水呈黑色且臭味特別嚴重，則汙水比較陳腐，可能在管道內存積太久。曝氣池中混合液的顏色應該呈現巧克力樣的顏色。
顏色也能夠作為汙泥的健康指標，一個健康的好氧活性汙泥的顏色應是類似巧克力的棕色。深黑色的汙泥典型地表明它的曝氣不足，汙泥處於厭氧狀態(即腐敗狀態)，曝氣池中一些不正常的顏色也可能表明某些有色物質(例如化學染料廢水)進入處理廠。
2、氣味
汙水廠的進水除了正常的糞臭外，有時在集水井附近有臭雞蛋味，這是管道內因汙水腐化而產生的少量硫化氫氣體所致。氣味也能夠指示汙水廠運行是否正常。
正常的汙水廠不應該產生令人討厭的氣味，從曝氣池採集到完好的混合液樣品應有輕微的黴味。一旦汙泥的氣味轉變成腐敗性氣味，汙泥的顏色顯得非常黑，汙泥還會散發出類似臭雞蛋的氣味(硫化氫氣味)。如果有其他刺鼻的令人難以忍受的氣味時，則表示有工業廢水進入。
3、泡沫
泡沫可分為兩種，一種是化學泡沫，另一種是生物泡沫。化學泡沫是由於汙水中的洗滌劑在曝氣的攪拌和吹脫下形成的。在活性汙泥的培養初期，化學泡沫較多，有時在曝氣池表面會堆成高達幾米的白色泡沫山。
在日常的運行當中，若在曝氣池內，發現有白浪狀的泡沫，應當減少剩餘汙泥的排放量。濃黑色的泡沫表明汙泥衰老，應當增加剩餘汙泥排放量。生物泡沫呈褐色，也可在曝氣池上堆積很高，並進入二沉池隨水流走。這可能是由於卡諾菌引起的生物泡沫，通常原因是由於進水中含有大量油及脂類物質，如賓館汙水等。
4、氣泡
二沉池中出現氣泡表明在池中的汙泥停留時間太長，應該加大汙泥回流率，如果沉澱池中的汙泥層太厚，底層汙泥會處於厭氧狀態，產生硫化氫、甲烷、二氧化碳等氣體。
這些氣體以氣泡形式逸出水面，當氣泡上升時，會使絮凝體與氣泡一起上升，隨沉澱池出水一起流出，從而引起出水水質下降。
5、水溫
水溫與曝氣池的處理效率有著很大的關係。汙水處理廠的水溫隨季節逐漸緩慢變化的，一天內幾乎無變化。如果發現一天內變化較大，則要進行檢查，是否有工業冷卻水進入。當曝氣池中的低於8時，BOD5的去除率常低於80%。
6、水流狀態
觀察曝氣池的水流狀態，可確定短路情況。短路是指汙水從進口直接流到出水口，導致停留的有效時間低於設計值，並使處理效果降低。
有時廢水流的短路形式可通過觀察池中的泡沫、懸浮固體和漂浮物質的流動狀況識別。設置合適的擋板能解決這個問題。
7、曝氣量的大小
觀察曝氣池曝氣量是否均勻，曝氣量是否把汙泥全部攪拌起來，是否存在死角，在機械曝氣方面觀察浪花大小，浪花大小意味著曝氣機浸沒深度是否適合。
曝氣池中的溶解氧濃度低，也表明葉片入水深度不適合，應注意觀察葉片的浸沒深度，使之達到佳的充氧效率。
8、出水觀測
正常汙水處理廠處理後出水透明度很高，懸浮顆粒很少，顏色略帶黃色，無氣味。在夏季，二沉池內往往有大量的水蚤(俗稱魚蟲)，此時出水BOD5可能在3~5mg/L左右。
有經驗的操作管理者，能用肉眼粗略地判斷出水的水質狀況。如果出水透明度突然變差，含有較多的懸浮固體時，應馬上檢查排泥是否及時，排泥管是否被堵塞或者是否由於高峰流量對二沉池的衝擊太大。
9、排泥觀測
首先要觀測二沉池汙泥出流井中的活性汙泥是否連續不斷地流出，且有一定的濃度。如果在排泥時發現有汙水流出，則要從閘閥的開啟程度和排泥時間的控制方面來調節。對汙泥濃縮池要經過觀測撇水中是否有大量汙泥帶出。
10、各類流量的觀測
充分利用計量設備或水位與流量的關係，牢牢掌握觀測時段中的進水量、回流量、排泥量、空氣壓力的大小與變化。
11、觸摸檢
觸摸是用來檢查汙水廠運行情況的一個重要手段。如果水泵、風機和電機的外表溫度感覺到比平常熱，就應該對它們進行進一步的檢查，避免產生重大事故。