污水深度处理，也称高级处理或三级处理。它是将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理，以便有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求。深度污水处理常见的方法有以下几种。
污水深度处理，也称高级处理或三级处理。它是将二级处理出水再进一步进行物理、化学和生物处理，以便有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求。深度污水处理常见的方法有以下几种。
活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量500~3000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%~86.7%，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭(PAC)、颗粒活性炭(GAC)和生物活性碳(BAC)三大类。近年来，国外对PAC的研究较多，已经深入到对各种具体污染物的吸附能力的研究。淄博市引黄供水有限公司根据水污染的程度，在水处理系统中，投加粉末活性炭去除水中的COD，过滤后水的色度能降底1~2度;臭味降低到0度。GAC在国外水处理中应用较多，处理效果也较稳定，美国环保署(USEPA)饮用水标准的64项有机物指标中，有51项将GAC列为最有效技术。GAC处理工艺的缺点是基建和运行费用较高，且容易产生亚硝酸盐等致癌物，突发性污染适应性差。如何进一步降低基建投资和运行费用，降低活性炭再生成本将成为今后的研究重点。
BAC可以发挥生化和物化处理的协同作用，从而延长活性炭的工作周期，大大提高处理效率，改善出水水质。不足之处在于活性炭微孔极易被阻塞、进水水质的pH 适用范围窄、抗冲击负荷差等。目前，欧洲应用BAC技术的水厂已发展到70个以上，应用最广泛的是对水进行深度处理。抚顺石化分公司石油三厂采用BAC技术，既节省了新鲜水的补充量，减少污水排放量，减轻水体污染，降低生产成本，还体现了经济效益和社会效益的统。今后的研究重点是降低投资成本和增加各种预处理措施与BAC联用，提高处理效果。
微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。天津开发区污水处理厂采用微滤膜对SBR二级出水进行深度处理, 满足了景观、冲洗路面和冲厕等市政杂用和生活杂用的需求。
超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水处理厂采用超滤法对二级出水进行深度处理，产水水质达到生活杂用水标准，回用污水用于洗车，每年可节约用水4 700 m 3 。
纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为0.5~1.0MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率高达95%以上，一价离子的去除率较低，为40%~80%。潘巧明等人采用膜生物反应器-纳滤膜集成技术处理糖蜜制酒精废水取得了较好结果，出水COD小于100mg/L，废水回用率大于80%。
我国的膜技术在深度处理领域的应用与世界先进水平尚有较大差距。今后的研究重点是开发、制造高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料，着重解决膜污染、浓差极化及清洗等关键问题。
工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基(如?OH等)，使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成 CO 2 和H 2 O ， 达到无害化目的。
湿式催化氧化法的催化剂一般分为金属盐、氧化物和复合氧化物3类。目前，考虑经济性，应用最多的催化剂是过渡金属氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其盐类。采用固体催化剂还可避免催化剂的流失、二次污染的产生及资金的浪费。
美国德克萨斯州哈灵顿首次大规模应用超临界水氧化法处理污泥，日处理量达9.8 t。系统运行证明其COD的去除率达到99.9%以上，污泥中的有机成分全部转化为 CO 2 、H 2 O 以及其他无害物质，且运行成本较低。
Fenton试剂法由Fenton在20世纪发现，如今作为废水处理领域中有意义的研究方法重新被重视起来。Fenton试剂依靠 H 2 O 2 和 Fe 2+ 盐生成?OH，对于废水处理来说，这种反应物是一个非常有吸引力的氧化体系， 因为铁是很丰富且无毒的元素，而且 H 2 O 2 也很容易操作，对环境也是安全的。 Fenton试剂能够破坏废水中诸如苯酚和除草剂等有毒化合物。 目前国内对于Fenton试剂用于印染废水处理方面的研究很多，结果证明Fenton 试剂对于印染废水的脱色效果非常好。 另外，国内外的研究还证明，用Fenton试剂可有效地处理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物质的废水。
光催化法是利用光照某些具有能带结构的半导体光催化剂如Ti O 2 、ZnO、CdS、W O 3 等诱发强氧化自由基?OH，使许多难以实现的化学反应能在常规条件下进行。锐钛矿中形成的Ti O 2 具有稳定性高、性能优良和成本低等特征。在全世界范围内开展的最新研究是获得改良的(掺入其他成分)Ti O 2 ，改良后的Ti O 2 具有更宽的吸收谱线和更高的量子产生率。
超声波对含卤化物的脱卤、氧化效果显著，氯代苯酚、氯苯、 CH 2 Cl 2 、CHCl 3 、CCl 4 等含氯有机物最终的降解产物为HCl、H 2 O、CO、CO 2 等。超声降解对硝基化合物的脱硝基也很有效。添加O 3 、H 2 O 2 、Fenton试剂等氧化剂将进一步增强超声降解效果。超声与其他氧化法的组合是目前的研究热点，如US/O 3 、US/H 2 O 2 、US/Fenton、US /光化学法。 目前，超声辐射降解水体污染物的研究仍处于试验探索阶段。
辐射法对有机物的处理效率高、操作简便。该技术存在的主要难题是用于产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高，而且该法的能耗大、能量利用率较低;此外为避免辐射对人体的危害，还需要特殊的保护措施。因此该法要投入运行，还需进行大量的研究探索工作。
