Metode fizikalnega čiščenja vključujejo ločevanje in pridobivanje netopnih suspendiranih onesnaževal (vključno z oljnimi filmi in oljnimi kapljicami) iz odpadne vode s fizikalnimi postopki. Te metode lahko razvrstimo v gravitacijsko ločevanje, centrifugalno ločevanje in filtracijo. Gravitacijsko ločevanje vključuje sedimentacijo in flotacijo (zračno flotacijo) z uporabo opreme, kot so komore za pesek, sedimentacijski rezervoarji, separatorji olja, zračni flotacijski rezervoarji in njihove pomožne naprave. Centrifugalna separacija je sama čistilna enota, ki uporablja centrifuge in hidrociklone. Filtracija vključuje zadrževanje zaslona in filtracijo; prvi uporablja sita in rešetke, drugi pa peščene filtre in stroje za mikrofiltracijo. Metode obdelave, ki temeljijo na principih izmenjave toplote, prav tako spadajo med fizikalno obdelavo, z enotami, ki vključujejo izparevanje in kristalizacijo.
Ena od metod za odstranjevanje organskih snovi iz odpadne vode je adsorpcija z aktivnim ogljem. Obdelava z aktivnim ogljem se lahko uporablja v povezavi s postopkom z aktivnim blatom, pri čemer se uporablja aktivno oglje v prahu. Aktivno oglje v prahu adsorbira snovi, strupene za mikroorganizme, in se na koncu zbere skupaj z blatom. Najpomembnejše tveganje aktivnega oglja pri čiščenju odpadne vode je možnost, da razgrajeno aktivno oglje ostane v vodi za nedoločen čas.
Metode kemičnega čiščenja: Te metode ločijo in odstranijo raztopljena ali koloidna onesnaževala iz odpadne vode ali jih pretvorijo v neškodljive snovi s kemičnimi reakcijami in prenosom mase. Enote za kemično obdelavo, ki temeljijo na kemičnih reakcijah, vključujejo koagulacijo, nevtralizacijo in-oksidacijsko redukcijo; medtem ko enote, ki temeljijo na prenosu mase, vključujejo ekstrakcijo, odstranjevanje, odstranjevanje, adsorpcijo, ionsko izmenjavo, elektrodializo in reverzno osmozo. Zadnji dve sta skupaj znani kot tehnologija membranskega ločevanja. Enote, ki izkoriščajo prenos mase, vključujejo tako kemične kot sorodne fizikalne procese, zato jih je mogoče ločiti od metod kemične obdelave in razvrstiti med fizikalno-kemijske metode.
Metode biološkega čiščenja: Te metode uporabljajo presnovne procese mikroorganizmov za pretvorbo organskih onesnaževal v raztopini, koloidnih in fino suspendiranih stanjih v odpadni vodi v stabilne, neškodljive snovi. Glede na vključene mikroorganizme lahko metode biološkega čiščenja nadalje razdelimo na aerobno biološko čiščenje in anaerobno biološko čiščenje. Aerobno biološko čiščenje se pogosto uporablja pri biološkem čiščenju odpadne vode, ki se tradicionalno deli na postopke z aktivnim blatom in biofilmom. Proces aktivnega blata je sam po sebi čistilna enota z različnimi načini delovanja. Postopki z biofilmom vključujejo biološke filtre, vrtljive biološke kontaktorje, rezervoarje za biološko kontaktno oksidacijo in biološke fluidizirane plasti. Biološki oksidacijski bazeni so znani tudi kot naravno biološko čiščenje. Anaerobno biološko čiščenje, znano tudi kot biološko redukcijsko čiščenje, se uporablja predvsem za čiščenje organske odpadne vode in blata z visoko{6}}koncentracijo. Primarna uporabljena oprema je digestor.
Biokontaktna oksidacija čisti odpadno vodo s polnjenjem biološkega reaktorja z embalažnim materialom. S kisikom obogatena odpadna voda popolnoma potopi embalažni material in teče skozenj z določeno hitrostjo pretoka. Na embalažnem materialu se oblikuje biofilm, ki omogoča obsežen stik med odpadno vodo in biofilmom. S presnovo mikroorganizmov na biofilmu se odstranijo organska onesnaževala, odpadna voda pa se prečisti. Nazadnje se očiščena odpadna voda izpusti v sistem za biološko kontaktno oksidacijo in pomeša z gospodinjsko odplako za nadaljnjo obdelavo, vključno s kloriranjem, preden se izpusti v skladu s standardi. Biološka kontaktna oksidacija je proces z biofilmom, ki je vmes med aktivnim blatom in biofiltri. Njegova ključna značilnost je uporaba embalažnega materiala v rezervoarju s prezračevanjem na dnu za oksigenacijo odpadne vode in vzdrževanje njenega pretoka. To zagotavlja temeljit stik med odpadno vodo in potopljenim embalažnim materialom, s čimer se izognemo težavam z neenakomernim stikom, ki so pogoste pri rezervoarjih za biološko kontaktno oksidacijo. Ta naprava za prezračevanje se imenuje prezračevanje s puhalom.
Obdelava z mikrobnimi gorivnimi celicami uporablja mikroorganizme, inokulirane v gorivne celice, za razgradnjo strupenih snovi, organskih snovi in nečistoč. Običajne mikrobne gorivne celice lahko kategoriziramo kot eno-komorne in dvo-komorne vrste.
