本质上，水处理只有两个手段：一曰分离，二曰转化。
分离就是把污水中的一些污染物从水体中分出来，具体措施包括沉淀，絮凝，离心，气浮，吹脱等等，基本是物理化学方法。通常污水中的污染物如有机物经过初步分离处理已经可以去除大部分了，要求不高的话就可以直接排放了。这就是所谓的一级处理。
有些污染物是没法有效分离的，比如溶解性的有机物，氨氮，磷酸盐，此时就需要将它们转化为无害的物质，或者是易于分离的物质。污水处理中主要的生化工艺，干的就是转化的活儿，例如通过将有机物转化为二氧化碳（基本无害，气体可易于和水体分离）和生物污泥（有害，但是也容易沉淀分离）去除溶解性有机物。这就是所谓的二级处理。转化的手段还有很多种，比如各种高级氧化，酸碱中和等等。天津爆炸事故产生的氰化物污水，就只能通过双氧水强氧化打破C-N键，使其无害化。
生活污水厂的流程通常是1格栅 2初级沉淀 3生化处理 4二级沉淀 5。由上面的分类就知道，124是分离，35是转化。这种分置式的工艺，虽然稳定易行，但是占地面积大，建设成本高，停留时间长（可以理解为构筑物容积大占地大）。
现在新技术越来越倾向于将分离和转化合到一套系统中去降低成本和提率，比如膜生物处理工艺（MBR），就是将生化工艺和初沉二沉合并到一个池，这样显然占地面积大幅降低了。虽然膜工艺的成本现在还是高，但随着技术的进步，成本会越来越低，也会越来越流行。——这也是为什么碧水源的估值比一般的水处理公司高的原因。