物理处理设备：作为“前锋”，负责去除可见固体。格栅拦截粗大漂浮物；沉砂池分离砂砾；沉淀池（如初沉池、二沉池）依靠重力沉降去除悬浮颗粒；气浮装置则利用微气泡粘附并上浮分离油脂及轻质悬浮物；过滤器（砂滤、活性炭滤等）进行深度净化。调节池则确保后续处理的水量水质稳定。
化学处理设备：扮演“药剂师”角色。加药装置（混凝剂、絮凝剂、酸碱、氧化剂等）投加化学药剂；混合反应池/器促使药剂与污染物充分反应形成易于分离的絮体（矾花）；氧化设备（如臭氧发生器、紫外光反应器）用于降解难处理的有机污染物和消毒。
生物处理设备：是系统的“引擎”，利用微生物代谢分解溶解性有机物及氮磷营养盐。活性污泥法设备包括曝气池（提供氧气和混合）和二沉池（泥水分离）；生物膜法则依赖生物滤池、生物转盘或移动床生物反应器（MBBR）内的填料载体培养微生物膜。厌氧反应器（如UASB、IC）则处理高浓度有机废水并产生沼气。
关键设备选型取决于废水水质、处理规模、目标排放标准及投资运行成本。经过这些设备协同作用，废水得以净化，终通过消毒设备（紫外线、氯、臭氧）杀灭病原体后安全排放或回用。

1.日常巡检与保养：这是维护的基础。工作人员需定期对水泵、风机、格栅、曝气系统、污泥脱水设备、加药装置、在线监测仪表等关键设备进行细致检查，包括运行状态、温度、振动、噪音、润滑情况等。及时清洁设备表面污垢、清除格栅杂物、补充润滑油，确保设备处于良好工况，将小问题扼杀在萌芽状态。
2.预防性维护与计划检修：根据设备运行手册和使用寿命，科学制定并严格执行维护保养计划。这包括定期更换易损件（如密封圈、轴承、滤袋/滤布）、清洗保养（如膜组件的化学清洗、换热器除垢）、校准仪表、对电气系统进行检测维护等。此举能有效预防突发故障，延长设备整体使用寿命。
3.故障诊断与应急维修：当设备出现异常或故障时，需要快速响应、准确诊断。维护团队需具备技能，利用检测工具和经验判断故障原因，并实施安全、的维修或更换，缩短停机时间，保障处理工艺的连续性和出水水质的稳定达标。

规模庞大与技术并存：北京拥有多个大型现代化污水处理厂（如高碑店、槐房再生水厂等），处理能力位居世界前列。这些设施普遍采用成熟的“预处理+二级生物处理+深度处理”组合工艺：
*预处理：格栅（拦截大块垃圾）、沉砂池（去除砂砾）、初沉池（去除悬浮物）。
*二级生物处理（）：主要采用活性污泥法及其变种（如A²/O、氧化沟、SBR）。设备包括曝气系统（鼓风机、曝气器为微生物供氧）、二沉池（实现泥水分离）、污泥回流泵。部分新建或升级厂采用更的MBR（膜生物反应器）技术，利用超/微滤膜组件替代二沉池，出水水质更好、占地更小。
*深度处理：为达到更高排放标准（如京标B，接近地表水IV类）或生产再生水，普遍增加过滤（砂滤、膜过滤）、消毒（紫外线、次）、甚至氧化、生物活性炭等单元。