El processos de tractament de l'aigua són principalment processos de separació. Els podem dividir en dos grups:
Val a dir que el tractament de l'aigua no elimina la contaminació, sinó que tan sols la separa. Són necessaris tractaments addicionals per eliminar-ne la perillositat.
És més senzill potabilitzar que depurar, ja que el volum dels fangs que s'obtenen és molt més petit en el primer cas. La destinació dels fangs és problemàtica. L'alternativa més econòmica és dipositar-los en un abocador, tot i que de cara al futur es preveu un increment de la seva utilització agrícola. També es poden incinerar si les altres opcions no són acceptables.
Amb la potabilització s'intenta aconseguir qualitat microbiològica, transparència i absència de salinitat i de substàncies tòxiques. Per aconseguir-ho cal obtenir aigua amb poca matèria orgànica i eliminar-ne la que hi hagi. Per evitar el gust a clor es pot utilitzar clor poc reactiu i combinar-lo amb altres mètodes desinfectants, com ara els raigs ultraviolats o la dissolució d'ozó.
El condicionament pot ser tan variat com els tipus d'indústria existents. És freqüent incloure en els balanços econòmics de les indústries els costos de condicionament i proveïment però no els de depuració, que són els més importants.
Pel que fa als processos de depuració (taula 2.2), l'èmfasi ha anat canviant al llarg del temps. En un primer moment es va donar molta importància a la matèria orgànica i a la qualitat microbiològica. Posteriorment, la preocupació va ser el control dels nivells de nitrats i de fosfats. Actualment preocupen certes substàncies orgàniques, com ara l'oli d'automoció, que reaccionen amb el clor de l'aigua per formar compostos molt tòxics, anomenats organoclorats.
| Tractament | Objectiu | |
| Pretractament | Desarenador | Eliminació de sorra |
| Reixes i tamisos | Eliminació de sòlids voluminosos | |
| Desgreixador | Eliminació de greixos | |
| Homogeneïtzació | Regulació de cabals i càrregues | |
| Neutralització | Regulació de pH | |
| Aeració | Eliminació de gasos | |
| Tractament primari | Coagulació-floculació | Formació d'aglomerats de partícules |
| Sedimentació | Eliminació de sòlids en suspensió | |
| Flotació | Eliminació de sòlids en suspensió | |
| Tractament secundari | Filtre percolador | Oxidació de matèria orgànica biodegradable |
| Fangs activats | Oxidació de matèria orgànica biodegradable | |
| Digestors anaerobis | Oxidació de matèria orgànica biodegradable | |
| Llacunatge | Oxidació de matèria orgànica biodegradable | |
| Tractament terciari | Eliminació de nutrients | Eliminació de nitrogen i fòsfor |
| Filtració | Eliminació de sòlids en suspensió | |
| Adsorció | Eliminació de color i substàncies aromàtiques | |
| Ozonització | Oxidació de compostos (color i DQO) | |
| Filtració amb membranes | Eliminació de compostos dissolts | |
| Bescanvi iònic | Eliminació de compostos dissolts |
Els fangs que provenen de la depuració han de ser sotmesos a complicats tractaments físics, químics i biològics per poder ser retornats a la biosfera (taula 2.3). Tot el procés és molt més senzill si es pot evitar que les substàncies tòxiques vagin a parar a l'aigua. Això acostuma a ser més econòmic que tractar els fangs. Un altre punt clau és una gestió adequada de les depuradores.
| Procés | Alternatives tècniques |
| Espessiment | Gravetat, flotació, centrifugació. |
| Estabilització | Digestió aeròbia, digestió anaeròbia, compostatge, assecat tèrmic, estabilització alcalina, cloració. |
| Condicionament | Elutriació, condicionament tèrmic, polielectròlits, ferro, alumini, calç, cendres volants. |
| Assecat | Eres d'assecat, llacunes, filtres de buit, filtres de bandes, centrifugació. |
| Eliminació i recuperació | Abocador de fangs, coabocament amb residus municipals, incineració, restauració de pedreres, rehabilitació, enjardinament, material de construcció. |
Els sistemes de depuració naturals són una alternativa als actuals interessant. Per exemple, existeixen tractaments biològics que poden competir amb els fisicoquímics. Les membranes sintètiques són uns dispositius que tenen un bon futur per separar microorganismes.
Totes les consideracions precedents fan que la gestió de la qualitat de l'aigua s'hagi de plantejar des d'una perspectiva integrada a causa la complexitat dels sistemes naturals. Idealment, les diverses mesures correctores han de ser complementàries.