预处理单元用于城市废水的预处理工艺可以有：粗筛（格栅），中筛，安康蒸发器，破碎，测流，泵提升，除渣，预曝气，蒸发结晶器，浮选，絮凝及化学处理。生活污水处理一般不用浮选，絮凝和化学处理。这类方法的采用有时决定于城市废水中的工业废水。浮选法用于去除细小悬浮物，单效蒸发结晶器，和脂肪，在一个单独的单元中或在一个除油脂，有时除渣的预曝气池中进行。如果石油工业及肉类加工厂有适当的预处理，则城市处理厂可不要浮选单元。
在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是：混凝、中和、氧化还原等；而以传质作用为基础的处理单元则有：萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又合称为膜分离技术。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用，又有与之相关的物理作用，所以也可从化学处理法中分出来 ，成为另一类处理方法，称为物理化学法。
随着科技的发展，污水的直接利用已成为可能，使用污水源热泵系统对城市原生污水进行利用。所谓原生污水就是城市直接排放未经处理的生活、工业废水，现阶段的利用方法是原生污水直接进入污水源热泵系统进行换热，废液蒸发器，在消耗少量电力的情况下为城市建筑物室内制冷供暖。污水再利用有几个技术难点需要克服：堵塞，腐蚀，换热效率。污水源热泵系统是有污水换热器和污水源热泵两部分构成。城市原生污水直接进入污水换热器进行换热后，换取的热量由污水源热泵内部的热泵做功传递到室内。
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