预处理

衡山污水处理厂的第一步是进行预处理，预处理主要用于去除大颗粒污物，防止对后续处理设备产生损坏。预处理设备包括格栅池，格栅池通过将进入处理站的原水在格栅上过滤，去掉大于5mm的杂物，主要是防止进入后续处理设备时对设备造成危害。此外还有砂池，砂池的作用在于去除杂质中的沙子和碎屑，防止后续污水处理设备内的渠道和容器被沙子和其他杂物堵塞。

生化处理

生化处理是衡山污水处理的核心步骤，主要是通过好氧和厌氧菌的作用去除水中的有机物。这个过程涉及到活性污泥法，填料生物滤池等多种方法。通过进一步的生化处理，基本上可以将水中的有机物去除85%以上。在生化处理过程之后，通过混合沉淀池对水中的残留污泥进行沉淀，使污泥沉淀减少，收集和处理残留污泥的同时，也可以回收起来作为肥料或其他用途。

后处理

最后一步是后处理，主要是消毒和氧化，此时水好像几乎彻底地去除了有机物，但仍有某些细菌、病毒或化学物质留在水里。用消毒剂如氯气或氯代碳酸钠进行消毒，可以有效地去除这些细菌和病毒。然而，饮用水中消毒剂超过一定质量可能会造成不利影响，所以在消毒后需要进行脱氯处理，除此之外，后处理还包括其他过程如臭氧氧化等。