利用物理、化學(xué)和生物的方法對廢水進(jìn)行處理，使廢水凈化，減少污染，以至達(dá)到廢水回收、復(fù)用，充分利用水資源。現(xiàn)代的廢水處理主要分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法3類。
　　處理方法 ①物理處理法。通過物理作用分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀態(tài)的污染物（包括油膜和油珠）的廢水處理法，可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。以熱交換原理為基礎(chǔ)的處理法也屬于物理處理法。
　　②化學(xué)處理法。通過化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態(tài)的污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的廢水處理法。在化學(xué)處理法中，以投加藥劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的處理單元是：混凝、中和、氧化還原等；而以傳質(zhì)作用為基礎(chǔ)的處理單元則有：萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。后兩種處理單元又合稱為膜分離技術(shù)。其中運(yùn)用傳質(zhì)作用的處理單元既具有化學(xué)作用，又有與之相關(guān)的物理作用，所以也可從化學(xué)處理法中分出來 ，成為另一類處理方法，稱為物理化學(xué)法。
　　③生物處理法。通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細(xì)懸浮狀態(tài)的有機(jī)污染物，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)的廢水處理法。根據(jù)作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統(tǒng)，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運(yùn)行方式。屬于生物膜法的處理設(shè)備有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池以及最近發(fā)展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機(jī)廢水和污泥。使用的處理設(shè)備主要為消化池。
　　分級 按處理程度，廢水處理（主要是城市生活污水和某些工業(yè)廢水）一般可分為三級。
　　一級處理的任務(wù)是從廢水中去除呈懸浮狀態(tài)的固體污染物。為此，多采用物理處理法。一般經(jīng)過一級處理后，懸浮固體的去除率為70％～80％，而生化需氧量（ BOD）的去除率只有25％～40％左右，廢水的凈化程度不高。
　　二級處理的任務(wù)是大幅度地去除廢水中的有機(jī)污染物 ，以 BOD 為例 ，一般通過 二級處 理后 ，廢水中的 BOD可
　　去除80％～90％，如城市污水處理后水中的 BOD含量可低于30毫克／升。需氧生物處理法的各種處理單元大多能夠達(dá)到這種要求。
　　三級處理的任務(wù)是進(jìn)一步去除二級處理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有機(jī)物、磷、氮和可溶性無機(jī)物。
　　三級處理是高級處理的同義語，但兩者又不完全一致 。三級處理是經(jīng)二級處理后，為了從廢水中去除某種特定的污染物，如磷、氮等，而補(bǔ)充增加的一項(xiàng)或幾項(xiàng)處理單元；高級處理則往往是以廢水回收、復(fù)用為目的，在二級處理后所增設(shè)的處理單元或系統(tǒng)。三級處理耗資較大，管理也較復(fù)雜，但能充分利用水資源。有少數(shù)國家建成了一些污水三級處理廠。