В пречиствателните станции се използват повече от един от процесите на пречистване, изброени по-долу, а всеки от тях може да генерира множество видове отпадъци;
Предварителното утаяванее първият процес, който се извършва в пречиствателната станция. Гравитацията премахва неразтворените вещества от източника чрез предварителното утаяване. В процеса на предварително утаяване, ефективността на разделяне и отстраняване на твърдите вещества зависи от времето на престой. Пясъкът и чакълът се утаяват по-бързо от глината, тинята и органичните вещества. В зависимост от състава, 50 до 90 процента от твърдите вещества навлизащи в системата могат да бъдат отстранени по време на предварителното утаяване. Съставът на твърдите частици обаче, в утайката е специфичен за всяко място. По-малките частици се отстраняват по време на процеса на коагулация, флокулация, утаяване и филтрация. В системата обикновено се добавят химични агент(и) (обикновено алуминиеви и железни соли), за да се намалят отрицателните повърхностни заряди на малките частици чрез въвеждането на положителни йони. Това позволява на частиците да агломерират и да се утаят на дъното на бистрителите в процесите накоагулация, флокулация, утаяване.
Добавеният химичен агент(и) се утаява поради гравитацията заедно с неутрализираните суспендирани твърди вещества. Обемът на утайките, генерирани в този процес зависи от пречиствателния капацитет на станцията, количеството на коагуланта или от други добавени химикали за очистка и от количеството на суспендираните твърди вещества във водоизточника, имайки предвид, че характеристиките на утайката се променят в зависимост от качеството на първоначалната вода и количеството и типа на използвания коагулант. Например, по-висока концентрация на алуминий в утайката се очаква, когато се използва алуминий като коагулант. "Коагулационата утайка съдържа главно като коагулант метални хидрооксиди, заедно с органичната материя в природните източници на вода, неразтворени вещества, микроорганизми, радионуклеиди и други органични и неорганични съединения. Откриваните в коагулационата утайка метали включват алуминий, арсен, а понякога и кадмий, хром, мед, желязо, олово, манган, никел и цинк (Cornwell, 1999). "(I)
Утаечното омекотяване се използва за премахване на двувалентни йони, главно калциеви и магнезиеви във водата в пречиствателните станции, чрез добавяне на вар. Когато се добавя вар във водата, се повишава рН на водата и тя реагира с йони до образуване на утайка. Утайката съдържа калциев карбонат, магнезиев хидроксид, други двувалентни йони, естествена органична материя от водоизточника, неорганични вещества, неразтворени вещества, микроорганизми и радионуклеиди със съдържание на сухо вещество от 2 до 15%. Тя е инертна с рН обикновено по-високо от 10.5. В омекотените утайки за могат да се открият още арсен, барий, кадмий, хром, олово, живак, селен, сребро. Скоростите на генериране на утайки при варовото омекотяване варират в зависимост от съотношението на калциевия карбонат към магнезиев хидроксид и вида на утаителя.
Фините частици и метали се отстраняват в пречиствателните станции чрез процесафилтрация. В някои пречиствателни станции, филтрацията е стъпка от отстраняването само на твърди частици. В пречиствателните станции съществуват немембранни филтри, като например мултимедийните, бавно пясъчните и диатомитните. Освен това могат да се използват мембрани, които работят при ниско налягане като тези за микрофилтрация (MF) и ултрафилтрация (UF). Немембранните филтри отстраняват суспендирания материал от водните ресурси. Докато водата преминава през филтърната среда, суспендираните твърди частици се натрупват в порите им. С преминаването на водата през порите се натрупват все повече частици, ефективността на филтъра намалява. Тогава филтърът се извежда от експлоатация за промиване, което е процес на използване на чиста вода, за отстраняване на частиците, събрани върху филтърната среда. В промивната вода от филтъра присъстват частици глина и тиня, микроорганизми, колоиди и утаени хумусни вещества, натурални органични частици и утайки от алуминий или желязо, използвани при коагулацията. Броят на филтрите, честотата на промиване, и продължителността на промиването се отразяват на обема на отпадните води от промиването на филтъра. Обемът обикновено е между 2 и 5% от крайната произведена вода (US EPA / ASCE / AWWA, 1996). Системите за изравняване на потоците обикновено са предназначени за рециклиране на водата от промиването до главното звено на пречиствателната станция. След промиване, филтрите се измиват, за да се осигури адекватна производителност. Водата, изразходвана за промиването, която се нарича "филтър-към-отпадък" е филтрираната отпадна вода за първите 15 до 60 минути след започване на промиването. Потокът филтър-към-отпадък се изравнява и се връща в главното звено на пречиствателната станция.
Йонообменът се използва за намаляване на твърдостта на водите. Натриевите йони, които се съдържат в йонообменната смола се заменят с калциеви и магнезиеви йони от водата. Нитратите, барий, радий, арсенат, селенит, излишните нива на флуорид, олово и хромат също могат да бъдат отстранени в йонообменната единица. Йонообменният материал се регенерира, когато се достигне оперативният му капацитет. Тази регенерация произвежда концентриран отпадък, който съдържа замърсителите от водата, обект на пречистване. Освен това, в йонообменния процес при промиването и изплакването с вода, която се използва преди и след регенерирането на йонообменната смола, съответно се генерират също отпадни води.
Адсорбцията се използва за отстраняване на органични материали, вкус, мирис, синтетични органични съединения и дезинфекционни продукти. Гранулираният активен въглен е най-честата адсорбционна среда в процеса на адсорбция. Приадсорбцията с активен въгленсе отстраняват йони или молекули от водата, чрез абсорбирането им върху среди за пречистване. При тази процедура се генерират отпадъци - промивни води и изразходените среди. В хода на процеса на пречистване, когато отстраняването на замърсителите вече не е възможно поради запълване на адсорбционите места (насищане), трябва да се извърши промиване на филтърния слой за отстраняване на твърдите вещества, които са захванати във филтърните пори. Насищането зависи от концентрацията на замърсителя и отстранените замърсители. Промивните води обикновено съдържат отстранените замърсявания и известно количество гранулиран активен въглен. Обемът и количеството на гранулирания активен въглен в потока на промивните води зависи от качеството на входящия водоизточник. Отработеният въглен се регенерира или изхвърля. Регенерацията на отработения въглен се извършва термично и не генерира поток отпадни води.
Най-честите замърсители, откривани в отпадъците от пречиствателните станции имат потенциално въздействие върху околната среда, в която попадат; те трябва да се обработват в рамките на пречиствателната станция. Суспендираните твърди частици например, могат да се утаят в получените води и да образуват дънни утайки, създавайки анаеробни условия; увеличаването на мътността и намаляването на проникването на светлина в получените води ограничават растежа на водната растителност, която служи като местообитание за водните организми; те осигуряват среда за трансфер на други сорбирани замърсители; предизвикват запушване на рибни хриле и промяна в химията на природните води. Металите са потенциално токсични за водните организми, включително рибите и имат потенциал за биоакумулация и биомултипликация във водните хранителни вериги. Химикали, използвани за дезинфекция, като хлор и хлорамини могат да реагират с органичните съединения в получените води до образуване на токсични съединения. Превишени нива на хлорид в изхвърляните отпадъчни води могат да нарушат структурата на екосистемата и да нарушат използването й като източник на води за питейни нужди. Внезапни промени в рН могат да унищожат водната флора и фауна във въпросните водни обекти. Азотът под формата на амониев йон и амоняк е токсичен за водните организми и може да намали концентрацията на разтворен кислород, който е жизненоважен за микробната активност. Азотът, заедно с фосфора са ограничаващи хранителни вещества и причиняват еутрофикация. Излагането на радионуклеиди увеличава риска от рак.
