目前我国污水处理中应用较多的技术包括氧化沟工艺、SBR法、CASS工艺、接触氧化法、曝气生物滤池工艺(BAF)、MBR法和速分生物处理技术等。上述方法各有优缺点，选取主要方法描述如下：
CASS工艺
        CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及废水的先进工艺之一。其基本结构是：在序批式活性污泥法(SBR)的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水，间断排水。
MBR工艺
        膜生物反应器(MBR)是一种将膜分离单元和生物处理单元结合的新型水处理技术，在近几十年来得到迅猛发展。该工艺应用中空纤维膜取代了活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。
        但是MBR工艺仍存在如下缺点：膜造价高，膜组件使用寿命短，2~3年即需更换;容易出现膜污染;能耗高，为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。
速分生物处理技术
        速分生物处理技术是一种新型污水处理技术。该技术的原理是利用流体力学中的“流离”原理，突破传统的生物处理方法，使处理系统中单一生物环境转变为多变生物环境，使污水在集合体内多次重复发生厌氧、耗氧反应，且处理过程无需沉淀池、反冲洗和污泥处理等系统。速分生物处理技术的核心是“速分生化球”，作为生物载体，填充在专门设计的速分生化池内，附着在其上的生物膜是生化处理系统的主体作用物质。速分生化球可正常使用30年而无需更换，比传统的生物填料节约了大量的更换、维护费用。
污水处理技术发展趋势
        1、具有脱氮除磷功能的污水处理工艺仍是今后发展的重点。
        城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对出水氮磷有明确的要求，因此已建城镇污水处理厂需要改建，增加设施去除污水中的氮、磷污染物，达到国家规定的排放标准，新建污水处理厂则须按照标准GB18918-2002来进行建设。
        目前，对污水生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等的研究已是一个热点，并已提出一些新工艺及改革工艺。如MSBR、倒置A2/O、UCT等，并且积极引进国外新工艺。
        对于脱氮除磷工艺，今后的发展要求不仅仅局限于较高的氮磷去除率，而且也要求处理效果稳定、可靠、工艺控制调节灵活、投资运行费用节省。目前，生物除磷脱氮工艺正是向着这一简洁、高效、经济的方向发展。
        2、高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺是今后污水处理厂的首选工艺。
        我国是一个发展中国家，经济发展水平相对落后，而面对我国日益严重的环境污染，国家正加大力度来进行污水的治理，而解决城市污水污染的根本措施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂。
        但是，建设大批二级城市污水处理厂需要大量的投资和高额运行费，这对我国来说是一个沉重的负担。而目前我国的污水处理厂建设工作，则因为资金的缺乏很难开展，部分已建成的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不能正常运行，因此对高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺的研究是今后的一个重点研究方向。
        3、对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究。
        发展小城镇是我国城市化过程的必由之路，是具有中国特色的城市化道路的战略性选择。1978~2000年我国建制镇由2178个增至20312个，目前各种规模和性质的小城镇已近48000个。如果只注重大中城市的污水处理工程的建设，而忽视如此数量多的小城镇的污水治理，则我国的污水治理也不能达到预定目标。
        而对于小城镇的污水处理又面对着一系列的问题：小城镇污水的特点不同于大城市;小城镇资金短缺;运行管理人员缺乏等。因此，小城镇的污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。目前对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是：从现有工艺中比选出适合小城镇污水处理厂的工艺，同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺。
        4、对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的研究。
        目前，污水处理厂所产生的污泥的处理也是我国污水处理事业中的一个重点和难点，2003年中国城市污水厂的总污水处理量约为95.9562×108/a，城市平均污水含固率为0.02%，则湿污泥产量为965.562×104t/a，并且污泥的成份很复杂，含有多种有害有毒成分，如此产量大而且含有大量有毒有害物质的污泥如果不进行有效处理而排放到环境中去，则会给环境带来很大的破坏。
        目前我国污泥处理处置的现状不容乐观：据统计，我国已建成运行的城市污水处理厂，污泥经过浓缩、消化稳定和干化脱水处理的污水厂仅占25.68%，不具有污泥稳定处理的污水厂占55.70%，不具有污泥干化脱水处理的污水厂约占48.65%。
        这说明我国70%以上的污水厂中不具有完整的污泥处理工艺而对此问题进行解决的一个有效办法是：污水处理厂采用产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺控制工程网版权所有，这样就可以在源头上减少污泥的产生量，并且可以得到已经稳定的剩余污泥，从而减轻了后续污泥处理的负担。
        目前，我国已有部分工艺可做到这一点，如生物接触氧化法工艺、BIOLAK工艺、水解-好氧工艺等，但是对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的系统研究还没有开始。