תהליך הטיפול בשפכים הוא מגוון שיטות תהליך חסכוניות, סבירות, מדעיות ויעילות לשפכים עירוניים ביתיים ושפכים תעשייתיים. טיפול בשפכים נמצא בשימוש נרחב בבנייה, חקלאות, תחבורה, אנרגיה, פטרוכימיים, הגנת הסביבה, נוף עירוני, רפואה, קייטרינג ותחומים אחרים. תהליך הטיפול בשפכים העירוניים צריך להיקבע על פי סולם הטיפול, מאפייני איכות המים, הפונקציות הסביבתיות של גוף המים המקבל, והתנאים והדרישות המקומיים בפועל, לאחר השוואה טכנית וכלכלית.
א. סיווג תהליכי טיהור שפכים
1. על פי אופי שיטת הטיפול
שיטה פיזיקלית: שיטת שקיעה, סינון, הפרדת שמן, הצפת אוויר, הפרדה צנטריפוגלית, הפרדה מגנטית;
שיטה כימית: שיטת משקעים קרישה, שיטת נטרול, שיטת חמצון-חיזור, שיטת משקעים כימיים;
שיטות פיזיקליות וכימיות: ספיחה, חילופי יונים, מיצוי, הפשטה, הפשטה;
שיטה ביולוגית: שיטת בוצה מופעלת, שיטת ביופילם, תהליך אנאירובי, תהליך הסרת חנקן ביולוגי וזרחן.
B. על פי מצב איכות המים ויעד המים המטופלים
טיפול ראשוני: טיפול מכני (שלב טרום טיפול)
שבכה גסה ושבכה עדינה, תא חצץ, מיכל משקעים ראשי, מיכל הצפה אוויר, מיכל כוונון.
טיפול משני: התהליך העיקרי הוא טיפול ביוכימי (גוף ראשי)
תהליך בוצה מופעל, תהליך CASS, תהליך A2/O, תהליך A2/O, תהליך A/O, SBR, תעלת חמצון, מיכל החמצת הידרוליזה.
טיפול שלישוני: בקרת אטרופיקציה ושימוש חוזר
חמצון קטליטי מתקדם, מסנן ביולוגי אגרסיבי, מסנן סיבים, סינון חול פעיל, אוסמוזה הפוכה, טיפול בממברנה ושימוש חוזר במים ממוחזרים כוללים בדרך כלל מיכלי חיטוי, מיכלי חיטוי אוזון אולטרה סגולים ומכלי חיטוי כלור דו-חמצני.
בנסיבות רגילות, הביוב בפועל מכיל לעתים קרובות מגוון של מזהמים, ורק שיטת טיפול אחת אינה מצליחה לעתים קרובות להשיג את ההשפעה הצפויה. על מנת להשיג אפקט טיפול טוב יותר בעלות טיפול נמוכה יותר, לעתים קרובות יש צורך לבחור מספר טכנולוגיות טיפול על פי גורמים מסוימים, כגון איכות הביוב, כמות המים, מידת הטיפול, האפשרות של מיחזור חומרים שימושיים, ותנאי הבירה והאתר. הקשר הראשוני והמשני והרצף שלפני ואחרי משולבים באופן סביר כדי ליצור מערכת טיפול מלאה בטיהור.