廢水中污染物多種多樣，從污染物形態分，有溶解性的、膠體狀的和懸浮狀的污染物。從化學性質分，有有機污染物和無機污染物。有機污染物從生物降解的難易程度又可分為可生物降解的有機物和不可生物降解的有機物。廢水處理即是利用各種技術措施將各種形態的污染物從廢水中分離出來，或將其分解、轉化為無害和穩定的物質，從而使廢水得以凈化的過程。
廢水的物理處理法
廢水的物理處理法是利用物理作用來進行廢水處理的方法，主要用于分離去除廢水中不溶性的懸浮污染物。在處理過程中廢水的化學性質不發生改變。主要工藝有篩濾截留、重力分離（自然沉淀和上浮）、離心分離等，使用的處理設備和構筑物有格柵和篩網、沉砂池和沉淀池、氣浮裝置、離心機、旋流分離器等。
1.格柵與篩網
格柵是由一組平行的金屬柵條制成的具有一定間隔的框架。將其斜置在廢水流經的渠道上，用于去除廢水中粗大的懸浮物和漂浮物，以防止后續處理構筑物的管道閥門或水泵受到堵塞。篩網是由穿孔濾板或金屬網構成的過濾設備，用于去除較細小的懸浮物。
2.沉淀法
沉淀法的基本原理是利用重力作用使廢水中重于水的固體物質下沉，從而達到與廢水分離的目的。這種工藝處理效果好，并且簡單易行。因此，在廢水處理中應用廣泛，是一種重要的處理構筑物。在廢水處理中，沉淀法主要應用于：①在沉砂池去除無機砂粒；②在初次沉淀池中去除重于水的懸浮狀有機物；③在二次沉淀池去除生物處理出水中的生物污泥；④在混凝工藝之后去除混凝形成的絮凝體；⑤在污泥濃縮池中分離污泥中的水分，濃縮污泥。
3.氣浮法
用于分離比重與水接近或比水小，靠自重難以沉淀的細微顆粒污染物。其基本原理是在廢水中通入空氣，產生大量的細小氣泡，并使其附著于細微顆粒污染物上，形成比重小于水的浮體，上浮至水面，從而達到使細微顆粒與廢水分離的目的。
4.離心分離
使含有懸浮物的廢水在設備中高速旋轉，由于懸浮物和廢水質量不同，所受的離心不同，從而可使懸浮物和廢水分離的方法。根據離心力的產生方式，離心分離設備可分為旋流分離器和離心機兩種類型。
廢水的化學處理法
化學處理法是利用化學反應來分離、回收廢水中的污染物，或將其轉化為無害物質，主要工藝有中和、混凝、化學沉淀、氧化還原、吸附、離子交換等。
污水處理工廠
1.中和法
中和法是利用化學方法使酸性廢水或堿性廢水中和達到中性的方法。在中和處理中，應盡量遵循“以廢治廢"的原則，優先考慮廢酸或廢堿的使用，或酸性廢水與堿性廢水直接中和的可能性。其次才考慮采用藥劑（中和劑）進行中和處理。
2.混凝法
混凝法是通過向廢水中投入一定量的混凝劑，使廢水中難以自然沉淀的膠體狀污染物和一部分細小懸浮物經脫穩、凝聚、架橋等反應過程，形成具有一定大小的絮凝體，在后續沉淀池中沉淀分離，從而使膠體狀污染物得以與廢水分離的方法。通過混凝，能夠降低廢水的濁度、色度，去除高分子物質，呈懸浮狀或膠體狀的有機污染物和某些重金屬物質。
3.化學沉淀法
化學沉淀法是通過向廢水中投入某種化學藥劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質發生反應，形成難溶鹽沉淀下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。化學沉淀法一般用于含重金屬工業廢水的處理。根據使用的沉淀劑的不同和生成的難溶鹽的種類，化學沉淀法可分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和鋇鹽沉淀法。
4.氧化還原法
氧化還原法是利用溶解在廢水中的有毒有害物質，在氧化還原反應中能被氧化或還原的性質，把它們轉變為無毒無害物質的方法。廢水處理使用的氧化劑有臭氧、氯氣、次氯酸鈉等，還原劑有鐵、鋅、亞硫酸氫鈉等。
5.吸附法
吸附法是采用多孔性的固體吸附劑，利用同一液相界面上的物質傳遞，使廢水中的污染物轉移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離去除的方法。具有吸附能力的多孔固體物質稱為吸附劑。根據吸附劑表面吸附力的不同，可分為物理吸附、化學吸附和離子交換性吸附。在廢水處理中所發生的吸附過程往往是幾種吸附作用的綜合表現。廢水中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、沸石等。
6.離子交換法
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換水處理法是利用離子交換劑對物質的選擇性交換能力去除水和廢水中的雜質和有害物質的方法。
7.膜分離
可使溶液中一種或幾種成分不能透過，而其他成分能透過的膜，稱為半透膜。膜分離是利用特殊的半透膜的選擇性透過作用，將廢水中的顆粒、分子或離子與水分離的方法，包括電滲析、擴散滲析、微過濾、超過濾和反滲透。
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