在一般情況下，大型市政污水處理廠處理工藝主要由機械處理、生物處理和化學處理三部分組成，而要有效去除污水中的微污染有機物質，必須引進四級處理系統。

　　目前，德國采用的四級處理主要為臭氧氧化、膜、活性炭和生物降解工藝。具體選擇何種工藝，需因地制宜。德國Baden-Württemberg州大約有20個市政污水處理廠已經建造配置了四級處理系統，Nordrhein-Westfale州在2020年底所有大型市政污水處理廠都將建造配置四級處理裝置。從目前已有的研究和工程經驗表明，在進行四級處理時還有可能同時將污水中的微塑料物質(microplastics)分離去除。

　　越來越多的有機微污染物在河流、湖泊，甚至地下水中被檢出，其中包括：?農藥殘留物質、激素和抗菌素物質?微塑料物質，主要是化妝品內的細微顆粒塑料物質。

　　這些物質雖然濃度很低，但毒性很大。長期飲用含有這些物質的自來水，會對身體健康造成危害。

　　污水處理廠的出水中含有許多有機微污染物質和微塑料物質，這是因為現在普通市政污水廠工藝中，都還沒有專門處理此類物質的工藝和技術設備。在普通市政污水處理廠通過活性污泥吸附、生物降解或者生物轉移作用等雖然也能去除一部分微污染物質，但在處理后的出水中仍然存在微塑料物質、農藥殘留、激素及其他有機微污染物，這些物質進入受納水體后仍然可能引發水生態系統的問題，甚至影響到供水系統。

　　在一般情況下，大型市政污水處理廠處理工藝主要由機械處理、生物處理和化學處理三部分組成，必須額外引入四級處理系統才能有效去除污水中的微污染有機物質。從目前已有的研究和工程經驗表明，在進行四級處理時還有可能同時將污水中的微塑料物質(microplastics)分離去除。

　　1技術措施

　　在實施四級處理工藝時，可以采用各種不同的處理工藝技術，如臭氧工藝、膜分離工藝、物理吸附工藝和生物降解工藝等。具體選擇何種工藝，主要考慮這些微量物質的分子構造和結構、極性/親水性能、吸附性能和分解性能、抵抗性能等。

　　1.1臭氧處理

　　臭氧處理(見圖1)是指采用臭氧對污水中的物質進行氧化處理，屬于最為經濟有效的四級處理工藝。通過注射或擴散輸入O3分子來達到消除污染物質的目的。

　　有效采用臭氧處理工藝的前提條件是進水中其他背景有機污染物質的濃度應盡可能低。這樣臭氧可以在不受干擾的情況下直接和微污染有機物質進行反應。

　　一方面臭氧直接有選擇性地和水中無機/有機物質進行反應，另一方面間接和H2O反應，生成羥基自由基(OH)，然后和水中各種成分進行反應。這一處理過程不會使被氧化物質形成無機物質，多數情況下只是物質結構發生了改變，形成了新的中間物質，即所謂的代謝物質，這些物質對周圍環境的影響尚不清楚。正是出于這一原因，許多地方要求在臭氧之后增加后續處理工藝，對這些代謝物質進行分解處理(例如砂濾、生物氧化塘、循環流動)。

　　對于微塑料物質來說，考慮到停留時間很短，估計臭氧處理效率很低。只有后續安裝長有生物膜的砂濾裝置，才有可能截留或分解這些微塑料物質。在實際工程中，所采用的臭氧濃度為5~10mg/L，反應時間為15~30min。

圖1帶有臭氧處理的市政污水處理廠工藝流程