污水处理旨在通过物理、化学和生物方法去除污水中的污染物，使其达到排放或回用标准，关键原理如下：

　　物理处理原理

　　分离与沉淀：利用污水中悬浮颗粒和水的密度差异，通过重力作用使悬浮颗粒沉淀。比如在初沉池中，较大颗粒的悬浮物会逐渐沉降到池底，从而实现固液初步分离，降低后续处理负荷。

　　过滤与筛滤：借助过滤介质截留污水中的悬浮物质。像格栅可拦截较大的漂浮物和悬浮物，如树枝、塑料瓶等；砂滤池则通过石英砂等滤料进一步去除较小的颗粒，使水变得更澄清。

　　气浮：向污水中通入空气，产生微小气泡，使污水中的疏水性悬浮颗粒或油类物质附着在气泡上，随气泡一起上浮到水面，从而实现固液或液液分离，常用于含油污水等处理。

　　化学处理原理

　　中和：通过向污水中加入酸或碱，调节污水的酸碱度，使其达到中性或接近中性的范围。例如，在处理酸性废水时，加入石灰、氢氧化钠等碱性物质；处理碱性废水时，则加入硫酸、盐酸等酸性物质。

　　氧化还原：利用氧化还原反应改变污水中有害物质的化学形态，使其转化为无害或毒性较小的物质。如用氯气、臭氧等强氧化剂氧化污水中的有机物、还原性无机物，像将氰化物氧化为无毒物质；也可利用还原剂将高价态的重金属离子还原为低价态沉淀去除。

　　混凝：向污水中加入混凝剂，使污水中的细小悬浮颗粒和胶体物质凝聚成较大的絮状物，便于沉淀或过滤分离。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等，它们能中和胶体颗粒表面的电荷，降低胶体的稳定性，促使颗粒相互碰撞凝聚。

　　生物处理原理

　　好氧生物处理：好氧微生物在有氧的条件下，将污水中的有机物分解为二氧化碳、水和能量。活性污泥法是好氧生物处理的典型工艺，活性污泥中含有大量的细菌、原生动物等微生物，它们以污水中的有机物为食料，通过新陈代谢作用将其分解。生物膜法也是常见的好氧处理方式，微生物附着在填料表面形成生物膜，污水与生物膜接触时，有机物被生物膜中的微生物降解。

　　厌氧生物处理：在无氧的条件下，厌氧微生物将污水中的有机物分解为甲烷、二氧化碳等。厌氧处理适用于高浓度有机污水的处理，如污泥消化、高浓度有机工业废水的处理等。在厌氧处理过程中，微生物通过一系列复杂的反应将有机物逐步分解转化，产生可利用的沼气。