物理處理工藝
格柵原理：利用格柵條之間的間隙攔截污水中的粗大固體懸浮物和漂浮物，防止其進入后續處理單元，造成設備堵塞或損壞。
沉砂池原理：根據重力沉降原理，使污水中的無機砂粒等比重較大的顆粒沉淀到池底，與污水分離。
沉淀池原理：在重力作用下，使污水中的懸浮固體沉淀到池底，實現固液分離。
氣浮法原理：通過向污水中注入微小氣泡，使水中的懸浮物附著在氣泡上，隨氣泡上浮到水面，然后通過刮渣裝置將浮渣去除。
化學處理工藝
中和反應原理：利用酸堿中和反應，調節污水的酸堿度，使其達到適宜后續處理或排放標準的 pH 值。
化學混凝沉淀原理：向污水中加入混凝劑，混凝劑在水中水解產生膠體，這些膠體與污水中的細小顆粒和膠體物質相互吸附、凝聚，形成較大的絮體，然后通過沉淀或過濾將絮體去除。
氧化還原反應原理：利用氧化還原反應將污水中的有害物質轉化為無害或易于處理的物質。
生物處理工藝
活性污泥法原理：在曝氣池中，污水與活性污泥（含有大量微生物）充分混合，微生物通過分解污水中的有機物獲取能量并生長繁殖。曝氣設備向污水中提供氧氣，維持微生物的好氧代謝。經過一段時間的處理后，污水進入二沉池，活性污泥沉淀，上清液排出，沉淀的污泥一部分回流到曝氣池，以維持微生物濃度，另一部分作為剩余污泥排出。
生物膜法原理：微生物附著在固體載體（如濾料、填料）表面形成生物膜。污水流過生物膜時，污染物被生物膜中的微生物吸附、分解和代謝。生物膜法有多種形式，如生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化池等。
厭氧生物處理法原理：在無氧或缺氧條件下，厭氧微生物分解有機物，產生甲烷和二氧化碳等氣體。主要包括厭氧消化池、上流式厭氧污泥床反應器（UASB）等。
深度處理工藝
過濾原理：通過過濾介質（如砂、活性炭、纖維等）攔截污水中的細小顆粒和殘余懸浮物，進一步凈化污水。
消毒原理：通過物理或化學方法殺滅污水中的病原體，如細菌、病毒和寄生蟲卵等，防止疾病傳播。