污水处理厂须根据污水的性质、受纳水体的纳污能力、处理后出水的回用要求，结合当地的具体情况来确定污水处理的程度，从而选择合适的污水处理工艺流程。污水处理通常分为一级处理、二级处理、三级处理或深度处理。

污水处理厂设施一般由水处理设施、污泥处理设施、除臭设施、监控设施及生产辅助设施组成。①水处理设施包括调节池、提升泵房、格栅间、除砂池、初沉池、生化池、二沉池和混凝过滤间等主要构筑物，以及粗格栅、细格栅、污水泵、污泥回流泵、搅拌机、泥沙分离器、风机与曝气器、表曝机、加药机和过滤器等主要水处理设备。②污泥处理设施包括污泥浓缩池、污泥储存间、污泥消化池等构筑物，以及污泥提升泵、带式压滤机、板框压滤机和叠螺机等污泥脱水设备。③除臭设施包括臭气收集管网、风机、臭气过滤设备等。④监控设施包括分布在处理构筑物内的各种水位液位、水质、有毒气体、溶解氧浓度、污泥浓度等检测器、数据采集与传输网络以及终端实时监控平台。⑤生产辅助设施包括供配电设备、办公楼、供排水管网、厂区道路和绿化。

污水处理厂的位置受排水系统的制约，在进行污水处理厂设计时，需作调查研究和技术经济比较，从而在规定的地域内选择最佳的厂址。厂址选择应符合以下基本要求。①为了保证达到环境卫生的要求，污水处理厂应处于城镇的夏季最小频率风向的上风侧，并与现有的和规划的居住区间保持一定的卫生防护距离，一般不小于300米。如果能采取特殊措施消除对环境的影响，卫生防护距离可以缩短。②污水处理厂应设在集中饮用水源的下游，距离不少于500米。③厂址如果靠近受纳水体，应不受洪水威胁。④厂址应设在地质条件好，地下水位低的地区，以利于施工和降低造价。⑤选择厂址应尽可能少占农田，不占用良田，以便于污水再利用，如用于灌溉农田和工业生产。⑥厂址的选择应结合城市总体规划考虑远景发展，留有充分的余地。

为了缓解水资源的短缺，解决水环境污染问题，污水处理厂逐渐转变为再生水厂，由传统的一级、二级处理排放，转变为经过三级处理或深度处理后再利用。