污水按照来源可以分为生产污水和生活污水，生产污水包括工业污水，农业污水，医疗污水等。
这里你说的污水处理厂，按照一般情况，我理解为处理生活污水的污水处理厂了。
要想理解污水厂是怎么处理污水的，首先要了解污水的主要组成成分。生活污水中的污染物按化学性质可以分为有机物和无机物，按溶解性可以分为不溶物，胶体物质和溶解性物质。表征进水水质情况的指标有，固体悬浮物（SS），生物需氧量（BOD），化学需氧量（COD），总氮，氨氮和总磷等。
污水处理厂处理污水，首先经过格栅（有粗，中，细格栅之分，间距4～40毫米不等），将污水中的漂浮物和小的垃圾杂物去除；
然后经过沉砂池，将污水中比重比较大，易沉淀分离的一些颗粒物质去除，主要是无机的沙砾，少量较重的有机颗粒，去除颗粒的表面也会粘附一些有机物质。
然后经过初沉池，将固体悬浮物中的可沉固体物质去除，其中一部分不可沉的漂浮物质也会通过初沉池上部的浮渣井去除。
然后经过生物处理单元，这部分是污水处理的主体部分，大部分的污染物都在这里去除。根据选择的不同，这里的工艺选择也千差万别。目前应用比较多的是AAO工艺。这里主要去除BOD，COD，氨氮，总氮，SS等，通过排泥去除总磷。
然后是二沉池，主要通过重力沉淀作用，实现泥水分离，部分污泥回流至生物处理单元，多余的污泥通过泥区进行处理。二沉池的上清液则作为出水流出。
二沉出水，后续根据要求，还有臭氧脱色，加氯消毒或紫外消毒，达到出水标准排出。
这就是污水厂处理污水的基本流程。