廢水處理工藝就是對城市生活污水和工業廢水的各種經濟、合理、科學、行之有效的工藝方法。廢水處理工藝應根據處理規模、水質特性、受納水體的環境功能及當地的實際情況和要求，經全面技術經濟比較后優選確定。

廢水處理工藝按照水質狀況及處理后水的去向分：

1） 一級處理采用物理處理方法，即用格柵、篩網、沉沙池、沉淀池、隔油池等構筑物，去除廢水中的固體懸浮物、浮油，初步調整pH值，減輕廢水的腐化程度。廢水經一級處理后，一般達不到排放標準（BOD去除率僅25－40%）。故通常為預處理階段，以減輕后續處理工序的負荷和提高處理效果。

2）二級處理是采用生物處理方法及某些化學方法來去除廢水中的可降解有機物和部分膠體污染物。經過二級處理后，廢水中BOD的去除率可達80-90％，即BOD合量可低于30mg/L。經過二級處理后的水，一般可達到農灌標準和廢水排放標準，故二級處理是廢水處理的主體。 但經過二級處理的水中還存留一定量的懸浮物、生物不能分解的溶解性有機物、溶解性無機物和氮等藻類增值營養物，并含有病毒和細菌。因而不能滿足要求較高的排放標準，如處理后排入流量較小、稀釋能力較差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自來水、工業用水和地下水的補給水源。

3）三級處理是進一步去除二級處理未能去除的污染物，如氮及生物難以降解的有機污染物、無機污染物、病原體等。廢水的三級處理是在二級處理的基礎上，進一步采用化學法（化學氧化、化學沉淀等）、物理化學法（吸附、離子交換、膜分離技術等）以除去某些特定污染物的一種“深度處理”方法。顯然，廢水的三級處理耗資巨大，但能充分利用水資源。