提高预处理效率
城市污水处理厂的首要任务是确保接收到的污水达到一定的质量标准，以便后续的生物处理和再生利用。为了实现这一目标，通常需要对污水进行预处理。预处理步骤包括物理、化学和生物过程，它们共同作用于去除悬浮物、油脂、粪便等难溶性物质，以及部分有机物质。通过安装更高效的沉淀池或使用新型膜过滤技术，可以显著提高预处理阶段的去除率。
采用先进的生物学技术
生物过程是城市污水处理中的关键环节，它涉及微生物在控制条件下分解有机物质以产生能量。在传统意义上，这通常包括一系列由碳源富集区（如活性汞）和无氧区组成的人造湿地系统。此外，还可以考虑使用先进的生物学技术，如厌氧消化与氨式反应器（UASB）、移动床厌氧反应器（MBBR）、以及全流动厌氧消化系统（AF）。这些技术能够有效减少能源消耗，同时降低操作成本。
实施循环冷却系统
在热力回收方面，循环冷却系统可以极大地提升城市污水处理厂整体运行效率。这项技术通过将废热用于冷却设备并重用，有效地减少了能源需求，并且可能还会产生电力作为副产品。这不仅能够降低运营成本，还能缩短从废弃到再次成为资源所需时间，从而更好地促进可持续发展。
应用纳米材料改善沉积层性能
传统上，在净化塔中使用的是宏观尺寸的大孔结构材料。但随着纳米科技的发展，一些研究人员开始探索纳米级别的大孔材料在沉积层中的应用。这种材料具有比传统大孔结构更小得多但数量更多得多的大孔，因此提供了更大的表面积来支持微生物生长，从而提高了整个净化塔体系的清洁能力和耐久性。
推广智能监控与自动控制系统
随着信息技术和互联网智慧连接网络(IoT)等现代信息手段不断完善，对城市污水设施进行智能监控与自动控制已经成为可能。这意味着可以实时追踪每个单元操作状态，根据数据分析调整参数以最优化整个工艺流程。此外，可编程逻辑控制器(CPLC)也被广泛应用于实现精细调节，使得对排放标准要求严格的地方都能保持最佳运行状态，即使是在缺乏专业人士的情况下也能保证安全稳定运行。
