廢水處理是一種從廢水或污水中去除污染物并將其轉(zhuǎn)化為廢水的過(guò)程，該廢水可返回水循環(huán)，對(duì)環(huán)境的影響比較小，或直接再利用。后者被稱(chēng)為水回收，因?yàn)樘幚砗蟮膹U水可以用于其他用途。處理過(guò)程發(fā)生在廢水處理廠，通常被稱(chēng)為水資源回收設(shè)施或污水處理廠。城市污水（家庭和小型工業(yè)）中的污染物被清除或分解。

廢水處理是整個(gè)衛(wèi)生領(lǐng)域的一部分。衛(wèi)生設(shè)施還包括對(duì)人類(lèi)廢物和固體廢物的管理以及雨水（排水）管理。來(lái)自廢水處理廠的副產(chǎn)品，如篩網(wǎng)、粗砂和污水污泥也可在廢水處理廠進(jìn)行處理。

盡管處理或再利用發(fā)生在處理之后，但必須首先考慮。由于處理或再利用是廢水處理的目標(biāo)，因此處理或再利用的方案是處理決策的基礎(chǔ)?？山邮艿碾s質(zhì)濃度可能因使用類(lèi)型或處理位置而異。海洋處置應(yīng)遵守國(guó)際條約的要求。國(guó)際條約也可以規(guī)定對(duì)跨界河流的處置。完全在一個(gè)國(guó)家管轄范圍內(nèi)的水體可能受到多個(gè)地方政府的管制?？山邮艿碾s質(zhì)濃度在不同的司法管轄區(qū)內(nèi)可能存在很大差異。

生物工藝可用于廢水處理，這些工藝可包括，例如，曝氣池、活性污泥或慢砂過(guò)濾器。為了有效，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)墓艿篮突A(chǔ)設(shè)施將污水輸送到處理廠，并且必須對(duì)工藝本身進(jìn)行監(jiān)管和控制。有些廢水需求不同的，有時(shí)是專(zhuān)門(mén)的處理方法。在最簡(jiǎn)單的層面上，污水和大多數(shù)廢水的處理是通過(guò)固體與液體的分離來(lái)進(jìn)行的，通常是通過(guò)沉淀來(lái)進(jìn)行的。通過(guò)逐步將溶解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固體，通常是一種生物絮體，然后將其沉淀出來(lái)，從而產(chǎn)生純度更高的污水流。

相位分離

澄清器廣泛用于廢水處理。相位分離將雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到非水相。相分離可能發(fā)生在處理序列的中間點(diǎn)，以去除氧化或拋光過(guò)程中產(chǎn)生的固體。油脂和油可回收用于燃料或皂化。在污水處理廠中，固體通常需要污泥脫水。干燥固體的處置方案因從水中去除雜質(zhì)的類(lèi)型和濃度而異。通過(guò)離子交換、反滲透和蒸餾等方法從水中去除溶解的無(wú)機(jī)固體。

沉淀

當(dāng)密度差足以克服湍流的擴(kuò)散時(shí)，固體如石頭、排泄物等和非極性的液體可通過(guò)重力從廢水中去除。固體重力分離是污水的一級(jí)處理，單元工藝稱(chēng)為“一級(jí)沉淀池”。它也廣泛用于處理其他廢水。比水重的固體會(huì)積聚在靜止沉淀池的底部。更復(fù)雜的澄清器也有撇油器，可以同時(shí)去除漂浮的油脂（如肥皂浮渣）和固體（如羽毛或木屑）。油水分離器等容器就是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用來(lái)分離非極性液體。

過(guò)濾

懸浮固體和微粒的膠狀懸浮物，通常在某種形式的凝固之后，可通過(guò)細(xì)物理屏障過(guò)濾去除，而細(xì)物理屏障與粗篩網(wǎng)或篩網(wǎng)的區(qū)別在于能夠去除比水通過(guò)的開(kāi)口小的顆粒。

氧化

氧化降低了廢水的生化需氧量，并可能降低一些雜質(zhì)的毒性。二級(jí)處理將有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和生物固體?；瘜W(xué)氧化法廣泛用于消毒。

生化氧化

溶解有機(jī)物和膠體有機(jī)物的生化氧化二次處理在污水處理中得到廣泛應(yīng)用，適用于一些農(nóng)業(yè)和工業(yè)廢水。生物氧化將優(yōu)先去除作為處理生態(tài)系統(tǒng)食物供應(yīng)的有機(jī)化合物。一些不易消化的化合物的濃度可以通過(guò)共代謝降低。去除效率受到維持處理生態(tài)系統(tǒng)所需的最低濃度的限制。

化學(xué)氧化

氧化用于去除生化氧化后殘留的一些持久性有機(jī)污染物和濃度化學(xué)氧化消毒通過(guò)向廢水中添加臭氧、氯或次氯酸鹽來(lái)殺死細(xì)菌和微生物病原體。

拋光

拋光也可單獨(dú)用于某些工業(yè)廢水。化學(xué)還原或pH值調(diào)整使化學(xué)氧化后廢水的化學(xué)反應(yīng)性降至最低。通過(guò)活性炭化學(xué)吸附去除殘留的污染物和雜質(zhì)。通過(guò)砂（碳酸鈣）或織物過(guò)濾器過(guò)濾是城市污水處理中最常用的方法。