在废水处理中，去除粗杂质一般属于水的预处理。悬浮固体和胶体包括水处理过程中产生的沉积物、藻类、细菌、病毒和水中的不溶性物质。溶解物质包括无机盐、有机化合物和气体。去除水中杂质的处理方法有很多，主要方法的适用范围可以根据杂质的粒径大致划分（图1）。由于原水中所含的杂质和成品水中所允许的杂质在类型和浓度上有很大差异，因此水处理工艺也有很大差异。



就生活用水（或城市公共供水）而言，来自优质水源（井水或保护良好的专用供水水库）的原水仅作为成品水进行消毒；对于一般河流或湖泊的原水，应先去除沉淀物等浑浊杂质，然后进行消毒；对于污染严重的原水，还需要去除有机物等污染物；需要去除含铁和锰的原水（如一些井水）。生活用水可以满足一般工业用水的水质要求，但工业用水有时需要进一步处理，如软化和脱盐。



当废水排放或再利用的水质要求较低时，仅需通过筛分和沉淀（通常称为初级处理）去除粗杂质和悬浮固体；当需要去除有机物时，一般在一级处理后采用生物处理（通常称为二级处理）和消毒；对于生物处理后的废水，处理过程通常称为三级处理或深度处理。例如，当废水排入水体并需要防止富营养化时，氮磷去除过程被称为三级处理（见水的物理和化学处理）。当废水用作水源时，成品水的质量要求和相应的处理流程取决于其用途。理论上，现代水处理技术可以从任何劣质水中生产出任何优质的成品水。