城镇污水处理的主要手段包括物理处理法、生物处理法和化学处理法，具体如下：
格栅：通过设置在污水渠道上的格栅，拦截并去除污水中较大的固体杂物，如树枝、塑料瓶、纸张等，防止这些杂物堵塞后续处理设备。
沉砂池：利用重力作用，使污水中的砂粒、石子等无机颗粒沉淀到池底，从而与污水分离。根据水流状态，沉砂池可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池和曝气沉砂池等。
沉淀池：根据水中悬浮颗粒的沉淀性能，使悬浮颗粒在重力作用下沉到池底，实现固液分离。沉淀池可用于污水的初次沉淀和二次沉淀，初次沉淀主要去除污水中悬浮性有机物，二次沉淀则用于分离生物处理过程中产生的活性污泥或生物膜。
活性污泥法：向污水中通入空气，使污水中的有机物、微生物与空气充分接触，形成具有活性的污泥。活性污泥中的微生物以污水中的有机物为食，将其分解为二氧化碳和水等无机物，从而达到净化污水的目的。常见的活性污泥法工艺有传统活性污泥法、氧化沟、SBR（序批式活性污泥法）等。
生物膜法：通过在污水处理设备中设置固体介质，使微生物在介质表面附着生长形成生物膜。污水流经生物膜时，其中的有机物被生物膜中的微生物分解。生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等工艺。
厌氧生物处理法：在无氧条件下，利用厌氧微生物的作用，将污水中的有机物分解为甲烷、二氧化碳等气体和少量的污泥。厌氧生物处理法适用于处理高浓度有机废水和污泥，具有能耗低、可产生沼气能源等优点，但处理效率相对较低，所需时间较长。
混凝沉淀：向污水中加入混凝剂，如硫酸铝、聚合氯化铝等，使污水中的细小悬浮颗粒和胶体物质凝聚成较大的颗粒，然后通过沉淀去除。混凝沉淀可有效去除污水中的色度、浊度以及部分重金属离子和有机物。
消毒：杀灭或去除病原微生物的过程，以防止污水传播疾病。常用的消毒方法有氯气消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等。氯气消毒成本较低，但可能会产生有害的消毒副产物；二氧化氯消毒效果好，副产物少，但成本较高；紫外线消毒无二次污染，但对水质要求较高，且不能保证持续的杀菌效果。
在实际的城镇污水处理中，通常是多种处理手段组合使用，形成完整的污水处理工艺流程，以达到良好的处理效果，使处理后的污水达到国家或地方规定的排放标准，可排放至自然水体或进行回用，用于城市绿化、道路喷洒、工业冷却等。
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