随着城市化进程的加速，市政污水处理成为城市可持续发展的重要环节。市政污水成分复杂，包含生活污水、工业废水及雨水径流，含有大量有机物、无机物、病原体等污染物，若未经有效处理直接排放，将对水环境、生态系统和人类健康造成严重危害。

市政污水处理通常采用三级处理体系。一级处理作为预处理阶段，主要运用物理方法去除污水中的大颗粒悬浮物和沉淀物。通过格栅拦截树枝、塑料袋等大尺寸杂物，避免其进入后续处理设备造成堵塞。沉砂池去除废水中的砂粒和比重较大的颗粒物质，初沉池则利用自然沉淀或添加絮凝剂加速沉淀，去除部分悬浮物和有机物。经过一级处理，污水悬浮物去除可达40%左右，附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右。

二级处理是核心环节，以生物处理法为主，重点去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。活性污泥法是常用技术之一，将废水与含有大量微生物的活性污泥混合，在有氧条件下，微生物通过新陈代谢作用将废水中的有机物分解为二氧化碳、水和生物污泥等。生物膜法也广泛应用，使废水与固定在载体表面的微生物膜接触，微生物在膜表面生长繁殖，形成生物膜吸附和分解废水中的有机物。经过二级处理，BOD₅去除率可达90%以上，二沉池出水能达标排放。

三级处理即深度处理，是在一级、二级处理之后，进一步处理难降解的有机物以及可导致水体富营养化的氮、磷等可溶性无机物等。采用混凝、沉淀、过滤、消毒等工艺，必要时结合活性炭吸附、膜分离、臭氧氧化等高级技术，确保出水水质达到国家相关排放标准。

在实际应用中，不同城市根据自身污水特点和处理需求，采用多样化的处理工艺。例如，某大型城市新城区市政污水处理厂，预处理阶段设置粗细格栅、沉砂池和初沉池；主处理阶段采用生物膜法中的生物接触氧化法，并结合膜生物反应器（MBR）技术，利用膜的高效分离作用，进一步提高出水水质；深度处理阶段，MBR出水经过紫外线消毒和活性炭过滤，消毒后的出水可用于城市景观用水、工业冷却用水等回用用途。污泥处理阶段，采用高效的污泥浓缩和脱水设备，将污泥含水率降低至60%以下，脱水后的污泥进行堆肥处理，制成有机肥料，实现污泥的资源化利用。

市政污水处理具有重大环境意义。它能减少水体污染，保护生态系统，改善公共卫生条件，促进水资源循环利用，防止水体富营养化。经过处理的污水可回用于工业或灌溉，降低淡水资源消耗；减少污染物入河海，保护水生生物多样性；避免地下水污染，保障饮水安全。

然而，我国市政污水处理仍面临诸多挑战，如处理系统不够完善、技术相对落后、管理力度不足等。未来，需要不断加强技术创新，提高处理效率和质量；完善污水处理体系，实现科学合理的布局；加大政府和各方资金支持力度，推动污水处理事业可持续发展，为城市水生态安全和居民生活质量提升提供坚实保障。