Фізичні методи очищення включають відділення та відновлення нерозчинних зважених забруднюючих речовин (включаючи нафтові плівки та краплі нафти) зі стічних вод за допомогою фізичних процесів. Ці методи можна класифікувати як гравітаційне розділення, відцентрове розділення та фільтрація. Гравітаційне розділення включає седиментацію та флотацію (повітряну флотацію) з використанням такого обладнання, як піскокамери, відстійники, масловіддільники, резервуари повітряної флотації та їх допоміжні пристрої. Відцентрова сепарація сама по собі є очисною установкою з використанням центрифуг і гідроциклонів. Фільтрація включає утримання екрану та фільтрацію; перший використовує сітки та решітки, тоді як останній використовує піщані фільтри та машини для мікрофільтрації. Методи обробки, засновані на принципах теплообміну, також підпадають під фізичну обробку з блоками, що включають випаровування та кристалізацію.
Одним із методів видалення органічних речовин зі стічних вод є адсорбція активованим вугіллям. Обробку активованим вугіллям можна використовувати в поєднанні з процесом активованого мулу, використовуючи порошкоподібне активоване вугілля. Порошок активованого вугілля адсорбує токсичні для мікроорганізмів речовини і в кінцевому підсумку збирається разом з мулом. Найсуттєвіший ризик використання активованого вугілля при очищенні стічних вод полягає в тому, що розкладене активоване вугілля може залишатися у воді на невизначений термін.
Методи хімічної обробки: ці методи відокремлюють і видаляють розчинені або колоїдні забруднюючі речовини зі стічних вод або перетворюють їх на нешкідливі речовини за допомогою хімічних реакцій і масообміну. Блоки хімічної обробки, засновані на хімічних реакціях, включають коагуляцію, нейтралізацію та -відновлення окислення; тоді як одиниці, засновані на масопередачі, включають екстракцію, відпарювання, відпарювання, адсорбцію, іонний обмін, електродіаліз та зворотний осмос. Дві останні разом відомі як технологія мембранного розділення. Агрегати, що використовують масообмін, включають як хімічні, так і споріднені фізичні процеси, тому їх можна відокремити від методів хімічної обробки та класифікувати як фізико-хімічні методи.
Методи біологічного очищення: ці методи використовують метаболічні процеси мікроорганізмів для перетворення органічних забруднювачів у розчиненому, колоїдному та тонкодисперсному стані стічних вод на стабільні, нешкідливі речовини. Залежно від мікроорганізмів, які беруть участь, методи біологічного очищення можна далі розділити на аеробне біологічне очищення та анаеробне біологічне очищення. Аеробне біологічне очищення широко використовується в біологічному очищенні стічних вод, яке традиційно поділяється на процеси активного мулу та біоплівки. Процес активного мулу сам по собі є очисною установкою з різними режимами роботи. Процеси біоплівки включають біологічні фільтри, обертові біологічні контактори, резервуари біологічного контактного окислення та біологічні киплячі шари. Ставки біологічного окислення також відомі як природне біологічне очищення. Анаеробне біологічне очищення, також відоме як біологічне відновлення, в основному використовується для очищення стічних вод і мулу з високою{6}}концентрацією органічних речовин. Основним обладнанням, що використовується, є метантенк.
Біоконтактне окислення очищає стічні води шляхом заповнення біологічного реактора пакувальним матеріалом. Збагачена киснем стічна вода повністю занурює пакувальний матеріал і протікає через нього з певною швидкістю. На пакувальному матеріалі утворюється біоплівка, що забезпечує широкий контакт між стічними водами та біоплівкою. Завдяки метаболізму мікроорганізмів на біоплівці видаляються органічні забруднювачі, а стічні води очищаються. Нарешті, очищені стічні води скидаються в систему біологічного контактного окислення та змішуються з побутовими стічними водами для подальшої обробки, включаючи хлорування, перед скиданням відповідно до стандартів. Біологічне контактне окислення є проміжним процесом біоплівки між активним мулом і біофільтрами. Його ключовою особливістю є використання пакувального матеріалу в резервуарі з нижньою аерацією для насичення стічної води киснем і підтримки її потоку. Це забезпечує повний контакт між стічними водами та зануреним пакувальним матеріалом, уникаючи проблем з нерівномірним контактом, типових для резервуарів біологічного контактного окислення. Такий аераційний пристрій називається аерацією з вентилятором.
Мікробна обробка паливних елементів використовує мікроорганізми, засіяні всередині паливних елементів, для розкладання токсичних речовин, органічних речовин і домішок. Звичайні мікробні паливні елементи можна класифікувати як одно-камерні та дво-камерні типи.
