物理處理法經過物理效果分離、回收廢水中不溶解的呈懸浮狀況的污染物（包含油膜和油珠）的廢水處理法，可分為重力分離法、離心分離法和篩濾截留法等。以熱交換原理為基礎的處理法也屬于物理處理法。
化學處理法經過化學反應和傳質效果來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀況的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。在化學處理法中，以投加藥劑發生化學反應為基礎的處理單元是：混凝、中和、氧化復原等；而以傳質效果為基礎的處理單元則有：萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲析和反滲透等。
后兩種處理單元又合稱為膜分離技術。其中運用傳質效果的處理單元既具有化學效果，又有與之相關的物理效果，所以也可從化學處理法平分出來 ,成為另一類處理辦法，稱為物理化學法。生物處理法經過微生物的代謝效果，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀況的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法。
根據效果微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛運用的是需氧生物處理法，按傳統，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法自身便是一種處理單元，它有多種運行方法。
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