水处理工艺的原理是通过机械处理，如栅栏、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理，经过生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。
水处理设备三级处理，包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同，有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。
水处理设备不推荐曝气沉沙池，以免快速降解有机物的去除；在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下，初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特性的后续工艺加以仔细分析和考虑，保证后续工艺的进水水质。
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