城市汙水主要依靠汙水廠處理。近年來我國汙水廠的汙水處理技術和管理水平都獲得了極大程度的提高。但是，目前汙水廠的運營管理中還存在著一些關鍵問題。這些問題不僅影響了汙水廠的生產效率和經濟效益，制約了汙水廠的發展，而且不利於對城市汙水的高效處理。因此，汙水廠有必要深入研究運營管理存在的問題，並積極探索汙水廠運營管理的優化措施，以提高汙水廠運營管理水平，突破汙水廠發展的瓶頸，推動汙水廠的發展。
一、行業概況
（1）基本情況
汙水處理是利用一定的技術方法，將汙水所含的有機汙染物、固體懸浮物、氨氮、磷、細菌等汙染物分離或將其轉化為無害物質，從而使汙水得到淨化的過程。
近年來，隨著我國工業化、城鎮化進程不斷推進，社會經濟得到飛速發展，但隨之而來的汙染問題也成為亟待解決的重要問題，汙水處理已日漸成為經濟發展和水資源保護不可或缺的組成部分。因此，大力發展汙水處理技術和產業化水平，是防止水體汙染、緩解水資源短缺的重要途徑。今後一段時間，依據十三五規劃綱要等文件，與生態環境質量密切相關的汙水處理行業還將得到進一步的發展。
（2）汙水處理運營方式
目前，國內汙水處理設施主要包括汙水處理廠，以及工業廢水排放企業建造的汙水處理站等，其中汙水處理廠的運作模式包括：
非市場化運作方式該方式下，政府部門投資建設汙水處理廠並設立運營單位進行運營，政府按期撥付運營費用。一般情況下，政府部門於每年初將汙水處理廠運營費用在城建計劃中列支，在年度內按計劃撥付。
市場化運作方式該方式下，政府部門或其設立的運營單位通過招標等方式選取服務商，並通過BOT、ROT等方式，對汙水處理廠進行建造或升級改造，之後，政府部門或其設立的運營單位授予服務商一定的特許經營權期限，期滿後，服務商將相關設施移交給政府部門。除前述方式外，也可以通過OM方式，直接將汙水處理廠交由服務商進行專業化運營。
根據中國數據，截至2013年底，我國採用市場化運營的城鎮汙水處理廠佔比為47%，即半數左右的城鎮汙水處理廠實現了市場化運作。隨著國內汙水處理行業的不斷發展，以及市場化運作在效率、資金籌措等方面的優勢，該種方式將逐步成為主要的汙水處理廠運營方式。
對於工業廢水排放企業建造的汙水處理站，由於規模普遍較小，故主要是工業企業自己負責建造和運營，也有一部分石化、紡織、汽車等行業企業委託第三方來建造或者運營其汙水處理設施。
（3）與汙水處理相伴生的汙泥處理
在汙水處理過程中，會產生由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的汙泥，汙泥是汙水處理過程中無法避免的副產品。根據2015年住建部相關調查數據，我國各地汙水處理廠產生的汙泥無害化處置率約56%，無害化處理水平較低，汙泥隨意堆放所造成的汙染問題，以及汙染物進入水體所帶來的二次汙染問題較為嚴重。
根據《水汙染防治行動計劃》，汙水處理設施產生的汙泥應進行穩定化、無害化和資源化處理處置，禁止處理處置不達標的汙泥進入耕地。非法汙泥堆放點一律予以取締。現有汙泥處理處置設施應於2017年底前基本完成達標改造，地級及以上城市汙泥無害化處理處置率應於2020年底前達到90%以上。隨著社會關注度的加大，以及國家產業政策的扶持，汙泥的處理水平將得到快速提升，其作為汙水處理行業不可缺少的重要環節，將推動汙水處理行業的整體發展。
（三）汙水處理工藝與技術。
根據《城鎮汙水再生利用技術指南》，汙水處理工藝一般來說包含三級處理流程：
一級處理是指去除水中呈懸浮狀態的固體汙染物質為主的處理過程，該過程主要是對大於5mm的固體顆粒進行篩選和剔除，作為二級處理的預處理步驟，簡單容易，可以通過物理法來實現，但在水質淨化的方面並沒有太大的作用，達不到回用的要求。
二級處理是對有機物質的去除，主要運用生物方法來實現，通過利用細菌或者相應的蛋白酶，對膠體有機物進行分解，對汙水進行深一步的過濾，過濾之後，汙水基本已經達到部分領域的回用標準，可在適當的條件下進行生產生活，可分為一般處理和強化處理兩類。一般處理是指以除去懸浮態和溶解態有機汙染物為主要目的的生物處理技術，主要採用普通活性汙泥法、生物膜法，適用於對營養鹽去除要求不高的城鎮汙水再生處理活動，強化處理是指以強化氮、磷或同時強化氮磷去除為主要目的的生物處理工藝，處理方法包括「厭氧—缺氧—好癢法」（A2O）、氧化溝、序批式活性汙泥法（SBR）等，適用於對營養鹽去除要求較高的城鎮汙水再生處理，經過處理，汙水的淨化程度可達80%左右。
三級處理是指進一步去除二級處理未能完全去除的有機汙染物、SS、色度、嗅味和礦化物等，主要方法包括混凝沉澱、介質過濾（含生物過濾）、膜處理及氧化等，對汙水進行深度淨化，達到回用的高標準，進而升華水質。該步驟在第二級處理上進行在一步深度處理，對汙水中無法被生物方法處理的氮磷等營養物質和溶解性鹽類進行降解和去除。經過該步驟處理後，汙水中的汙染物質得到了最大程度的滅除，水質可達安全級別。該步驟是汙水處理技術的充分體現膜處理法。
汙水處理技術按照原理可以分為物理處理法、化學處理法、生物化學處理法。
物理處理法是指通過物理方法來去除汙水中的固態汙染物、不溶解性汙染物以及寄生蟲卵等，主要方法包括篩濾法、沉澱法、上浮法、過濾法、氣浮法以及反滲透法。
化學處理法是指利用化學反應的作用，分離回收汙水中處於各種形態的汙染物質。主要方法有中和、混凝、電解、氧化還原、萃取、吸附以及離子交換等，主要用於處理生產汙水。
生物化學處理法是指利用微生物的代謝作用，使汙水中出於溶解、膠體狀態的有機汙染物轉化為穩定的無害物質，主要包括利用好癢微生物作用的好癢法和利用厭氧微生物的厭氧法，前者用於處理城市汙水以及有機性生產汙水，代表方法為活性汙泥法和生物膜法，後者多用於處理高濃度有機汙水與汙泥，現在也用於處理城市汙水以及低濃度有機汙水。