城市生活污水是城市污水的主要来源，主要来自家庭、机构、商业和城市公共设施。污水由城市排水管网收集，输送至污水处理厂处理。城市污水处理通常采用物理、化学和生物处理法，从处理的程度分为一级、二级、三级进行处理。
1、一级处理。污水中不溶性悬浮固体和漂浮物质通过格栅、沉砂池和沉淀池等处理设备去除。初级处理通常相对简单，仅用作次级处理的预处理。
2、二级处理。因为一次处理后的水中含有很多对象性有机污染物，所以通过活性污泥法和生物膜法等生物处理技术使废水中的有机污染物大幅减少。二次处理是污水处理的主体。经处理后，一般能达到污水排放标准。
3、三级处理。在一级和二级处理的基础上，三级处理采用物理和化学方法，如混凝、过滤、离子交换、反渗透等。去除污水中不溶性有机物。三级处理是深度处理，净化后的水也达到饮用水的水质基准。
根据污水排放的不同方式和要求，可以确定城市污水处理后的排放标准。经处理后，排入地表的废水应符合《地表水环境质量标准》(GB 3838-1988)和《废水综合排放标准》(GB 8978-96)；处理后的出水排入海洋，达到《海洋水质标准》(GB 3097-1982)；排入城市下水道的处理后污水必须符合《城市下水道污水水质标准》(CJ 3082-1999)。处理后的污水应当回用，达到污水回用的相关标准。
城市生活污水处理与农村生活污水处理的大区别是城市有完善的污水收集系统，可以建立大型生活污水处理厂，采用更先进的技术达到更高的处理目标。此外，由于采用集中处理方法，污水处理成本也大大降低。
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