Механический метод очистки использует для выделения из сточных вод грубодисперсных примесей, которые могут растворяться в воде. Обычно это осуществляют путем процеживания, отстаивания и фильтрования. Механическая очистка необходима в основном тогда, когда по местным условиям и в соответствии с санитарными правилами осветленную воду можно спускать в водоем или использовать для производственных нужд. Во всех остальных случаях этот метод является предварительной стадией перед биологической очисткой.
Во время механической очистки крупные загрязнения и взвешенные вещества задерживаются при помощи решеток и сит. Для выделения из сточной воды взвешенных веществ, частицы которых имеют большую или меньшую плотность, применяют отстаивание. При этом тяжелые частицы выпадают на дно отстойника, а легкие всплывают на поверхность.
Взвешенные частицы, главным образом минерального происхождения, выделяются из сточных вод. путем осаждения в песколовках, мелкая взвесь (преимущественно органического характера) — в отстойниках.
Для выделения из воды таких веществ, как жиры, масла, нефтепродукты, смолы и т. п., служат жироловки, маслоуловители, нефтеловушки и смолоуловители (по названию выделяемого вещества). Эти сооружения можно применять и для очистки производственных сточных вод.
Иногда жироловки заменяют отстойниками, которые дополнительно оборудуют специальными устройствами.
Для освобождения сточных вод от частиц очень мелкой суспензии, находящейся во взвешенном состоянии, предусмотрено фильтрование путем пропуска сточных вод через ткань или сетку или слой зернистого материала. Фильтрование часто применяют при очистке производственных сточных вод (для улучшения степени очистки сточных вод имеются более эффективные средства, которые будут рассмотрены далее).
Физико-химический метод очистки сточных вод основан на введении в воду какого-либо вещества, легко вступающего в химическую реакцию с находящимися в воде примесями. Такие вещества называются реагентами. Их действие способствует более полному выделению нерастворенных примесей, коллоидов и части растворенных соединений; переводит растворимые вещества в нерастворимые; изменяет реакцию сточных вод и, в частности, нейтрализует их; обесцвечивает окрашенную воду. Этот метод чаще всего применяют при очистке производственных сточных вод.
Биологический метод очистки используют для очистки сточных вод от органических загрязнений. Для уничтожения болезнетворных бактерий применяют дезинфекцию.