废水处理（wastewater treatment methods）就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。
废水的种类和性质非常复杂，处理的目的要求也各不相同，困此往往需要将几种处理方法（或称单元技术）组合起来，并合理地配置其主次关系和前后顺序，使之构成一个有机的整体，才能有效、经济地实现处理任务。这种由几种单元过程合理组合成的整体，称为废水处理系统。
废水处理（主要是城市生活污水和某些工业废水）一般可分为三级。
一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此，多采用物理处理法。一般经过一级处理后，悬浮固体的去除率为70%～80%，而生化需氧量（BOD）的去除率只有25%～40%左右，废水的净化程度不高。
二级处理的任务是大幅度地去除废水中的有机污染物 ，以 BOD 为例 ，一般通过 二级处 理后 ，废水中的 BOD可去除80%～90%，如城市污水处理后水中的 BOD含量可低于30毫克/升。需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。
三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。三级处理是高级处理的同义语，但两者又不完全一致。三级处理是经二级处理后，为了从废水中去除某种特定的污染物，如磷、氮等，而补充增加的一项或几项处理单元；高级处理则往往是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。有少数国家建成了一些污水三级处理厂。
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