污水處理的主要方法是沉淀法，它的原理是將廢水中固體雜質或懸浮物進行固液分離，將其排出。污水處理工藝的基本原理是利用生物氧化過程中的氧化還原反應原理。污水經預處理后，在適當的壓力下注入厭氧反應器（或稱“生物反應器”）。在厭氧反應器中，污染物與微生物的繁殖和生長相結合，以促進其分解；通過厭氧反應器，使污水得到凈化。廢水中雜質可以被微生物氧化成二氧化碳和水。此外，由于細菌等微生物可以進行新陳代謝活動，污染物還會被分解成二氧化碳、水和無機鹽等其他物質。通常需要采用化學處理方法除去水中的污染物或重金屬離子。常用的化學處理方法有：物理法和化學法；化學/物理-生物聯合處理；兩者相結合。
1.沉淀法

沉淀法是一種將廢水中的固體雜質或懸浮物分離出來的方法。通常，廢水中所含的溶解性有機物和溶解性鹽是可以被沉淀去除的。常用的方法有：接觸氧化法、混凝沉淀法、吸附法和離子交換（離子吸附）法和膜分離（膜分離法）。通常，這種方法將水中的雜質或污染物去除后，再將污水返回到水體或排放回環境。

2.離子交換法
離子交換樹脂是一種含有交換基團的樹脂，其基本工作原理是：把水從水中電離出來，使水中含有不同離子的溶液在一層或多層離子交換劑上進行交換，從而達到去除的目的。根據不同的用途和水質選擇不同型號的離子交換劑，例如：軟化水處理中常用的軟鹽水、軟化水去離子劑鈉交換樹脂以及含陰、陽離子型交換樹脂等。主要用于除鐵、銅、鉛等重金屬及其他含氰廢水；含磷廢水等。
3.氧化還原處理
氧化還原處理是通過改變廢水中的氧或酸的濃度，使水中的有機物發生降解或氧化反應以去除污染物的過程。例如，化學氧化法可去除污水中的溶解氧，但不能去除水中有機物。生物氧化和微生物氧化還原處理的過程是交替進行的，即在微生物反應中先進行氧化（去除有毒物質），再進行還原（氧化廢水中的有毒物質）。該過程不會改變微生物細胞和活性物質。它通過將有機物降解為二氧化碳和水而達到凈化目的。
4.吸附-催化氧化法（BACH）
吸附-催化氧化法（BACH）是一種處理有機廢水的方法，它可以去除水中的有機物和重金屬離子，但去除率不高。
5.物理-化學方法聯合處理方法
這種方法利用化學方法去除水中有機物的同時，將物理處理和生物處理有機結合起來。常用的有：接觸氧化法、離子交換法等。常用的有機溶劑有石油、天然氣、潤滑油（脂）等。