污水處理是從城市廢水中去除污染物的過程，主要包括生活污水和一些工業廢水。物理、化學和生物過程用于去除污染物，并產生足以安全釋放到環境中的經過處理的廢水（或經過處理的廢水）。污水處理的副產品是半固體廢物或淤漿，稱為污水污泥。污泥必須經過進一步處理后才能適合土地處理或應用于土地。

污水處理也可以稱為廢水處理。但是，后者是一個廣義的術語，也可以指工業廢水。對于大多數城市而言，下水道系統還將一部分污水排放到污水處理廠，污水處理廠通常已在工廠本身進行了預處理，以減少污染物負荷。如果下水道系統是組合式下水道，那么它還將把城市徑流（雨水）帶到污水處理廠。污水可以通過管道和重力和泵的輔助作用流向污水處理廠。污水過濾的xxx部分通常包括條形篩網過濾固體和大物體，然后將它們收集在垃圾箱中并丟棄在垃圾填埋場中。脂肪和油脂也被污水的初級處理之前除去。

污水由住宅、機構、商業和工業場所產生。它包括來自廁所、浴室、淋浴間、廚房和匯入下水道的水槽的家用廢液。在許多地區，污水還包括來自工商業的液體廢物。在發達國家，將生活垃圾分離和排入灰水和黑水的情況越來越普遍，經過處理的灰水被允許用于澆灌植物或回收用于沖廁。

污水可能包括雨水徑流或城市徑流。能夠處理雨水的污水處理系統被稱為聯合污水處理系統。這種設計在19世紀末20世紀初首次開發城市污水處理系統時很常見。聯合下水道比衛生下水道需要更大，更昂貴的處理設施。大量的暴雨徑流可能使污水處理系統不堪重負，從而導致溢出或溢出。衛生污水管道通常比聯合污水管道小得多，并且它們的設計目的不是輸送雨水。如果過多的滲入/流入，可能會產生原始污水的后備（被雨水和/或地下水稀釋）被允許進入下水道系統。在20世紀中葉或更晚的時間里，城市化的社區普遍建立了分別的污水處理系統（下水道和下水道），因為降水導致流量變化很大，降低了污水處理廠的效率。

降雨行進經過屋頂和地面上，它可以拿起各種污染物，包括土壤顆粒和其他沉積物、重金屬、有機化合物、動物廢物，以及油和油脂。一些轄區要求雨水在直接排入水道之前必須接受一定程度的處理。用于雨水的處理過程的示例包括滯留池、濕地、帶有各種介質過濾器的地下拱頂和渦流分離器（用于去除粗固體）。

在受到嚴格監管的發達國家中，工業廢水通常在未經過充分處理的情況下至少要在工廠進行預處理，以減少污染物負荷，然后才排放到下水道。此過程稱為工業廢水處理或預處理。

工業廢水可能包含無法通過常規污水處理去除的污染物。同樣，與生產周期相關的可變的工業廢物流量可能會擾亂生物處理單元（如活性污泥法）的種群動態。

在廢水處理過程中積累的污泥必須以安全有效的方式進行處理和處置。消化的目的是減少固體中有機物的數量和致病微生物的數量。最常見的處理方法包括厭氧消化，好氧消化和堆肥。盡管程度要小得多，但也可以使用焚化法。最近，有人提出使用綠色方法（例如植物修復）作為一種有價值的工具，可以改善被微量元素和污染物污染的污水污泥。持久性有機污染物。

污泥處理取決于產生的固體量和其他特定地點的條件。堆肥最常用于中型作業的需氧消化的小規模工廠，而較大規模的作業則用于厭氧消化。

污泥有時會通過所謂的預增稠劑，從而使污泥脫水。預濃縮機的類型包括離心式污泥濃縮機、轉鼓式污泥濃縮機和帶式壓濾機。脫水的污泥可被焚化或運到異地處置，以填埋或用作農業土壤改良劑。