人類進行水處理的方式已經有相當多年歷史，物理方法包括利用各種孔徑大小不同的濾材，利用吸附或阻隔方式，將水中的雜質排除在外，吸附方式中較重要者為以活性炭進行吸附，阻隔方法則是將水通過濾材，讓體積較大的雜質無法通過，進而獲得較為干凈的水。另外，物理方法也包括沉淀法，就是讓比重較小的雜質浮于水面撈出，或是比重較大的雜質沉淀于下，進而取得。化學方法則是利用各種化學藥品將水中雜質轉化為對人體傷害較小的物質，或是將雜質集中，歷史最久的化學處理方法應該可以算是用明礬加入水中，水中雜質集合后，體積變大，便可用過濾法，將雜質去除。

隨著人類生活不斷提高水體富營養化氨氮、磷等營養鹽問題和國家環保局對污水排放標準一步步提高，沿用了許多年傳統的"一級處理"及"二級處理"水處理工藝技術和設備，已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的處理要求，而且處理工藝流程長，系統龐大，而且還散發大量臭氣。運營者要想達到最新排放標準，需要從新再投入高額的資金擴建原有污水處理系統，加大占地面積使用和高額的污水處理設備及高額后期維護費用，然而,傳統的污水深度處理再生回用技術系統(如活性炭過濾、微孔過濾、滲透膜凈化等技術系統)投資高、后期維護運行費用高，太多的運營者難以承受。以下來我們詳細介紹幾種水處理工藝: