一级处理是城镇污水处理系统的物理净化阶段，主要通过筛滤、沉淀、浮选等物理手段去除污水中粒径大于100微米的漂浮物和悬浮态污染物。该阶段包含格栅拦截、沉砂池除砂、初沉池絮状物沉淀等工艺流程，能降低污水腐化程度并调节pH值，使BOD5和SS（悬浮物）去除率分别达到25%-30%和50%。作为后续生物处理的预处理环节，一级处理可削减30%以上的污染物负荷，防止设备磨损并为二级处理创造水质条件。

一级处理由多级物理净化单元串联构成：第一级采用格栅拦截塑料袋、木棍等大尺寸漂浮物，第二级通过细格栅过滤粒径100微米以上的细小杂物及油脂，第三级在沉砂池中利用重力沉降原理分离无机砂粒与有机污染物。经过一级处理后，污水进入初沉池完成悬浮物沉淀，形成可外运处置的污泥。

筛滤法采用不同孔径的格栅分级拦截污染物，包括粗格栅（间隙40-150毫米）和细格栅（间隙1-5毫米）。重力沉淀法通过控制水流速度（0.3米/秒以下），使密度大于水的颗粒物在沉砂池内沉降。浮选法则通过曝气装置产生微气泡，吸附油类等低密度污染物上浮分离。

根据2022年污水处理厂运行数据，一级处理可降低污水BOD5浓度20%-30%，悬浮物浓度减少50%，pH值调节至6.5-8.5范围。沉砂池对粒径＞0.2毫米的无机砂砾去除率达85%以上，初沉池可截留50%的悬浮有机物。

作为污水处理基础环节，一级处理承担着固液分离的核心功能。其出水水质虽未达到排放标准，但能显著降低二级生物处理的曝气能耗，在生物除磷脱氮工艺中需避免曝气沉砂池的使用以防碳源流失。部分污水厂通过设置调节池均衡水质水量，提升后续处理稳定性。

格栅选型直接影响漂浮物拦截效率，人工清理格栅需每日清渣2-3次，机械格栅则可实现连续运行。沉砂池水力停留时间控制在30-60秒，避免有机质沉降影响处理效能。初沉池表面负荷通常设计为1.5-3.0立方米/（平方米·小时），污泥含水率可达95%-97%。

2020年后推广的旋流沉砂池采用机械搅拌强化砂粒分离，处理效率较传统平流式提升40%。细格栅技术逐步向1毫米以下孔径发展，复合型格栅设备可同步去除毛发类纤维污染物。部分工程实践将初沉池改造为高负荷沉淀池，表面负荷提升至5-6立方米/（平方米·小时）。