Mekanisk rening
De allra flesta reningsverk har mekanisk rening. Den mekaniska reningen kan i sin tur bestå av flera steg:
Rensgaller
Rensgallret fångar upp alla stora föremål från avloppsvattnet. Gallren har ofta ett spaltmellanrum på tre millimeter.
Sandfång
Här sjunker små partiklar som sluppit igenom rensgallret till botten. Det kan vara exempelvis sand och kaffesump.
Försedimentering
Här tillsätter man kemikalier som gör att föroreningar klumpar ihop sig och sjunker till botten. Resultatet blir ett slam som pumpas till slamförtjockaren.
Biologisk rening
Det biologiska reningssteget är konstruerat för att främst rena vattnet från syreförbrukande material (BOD). Det sker genom att mikroorganismer på ett naturligt sätt bryter ner syreförbrukande material. Samma nerbrytning sker i naturen men i reningsverket går det mycket snabbare eftersom tillväxten av mikroorganismer stimuleras av stor syretillförsel. Syre blåses in i avloppsvattnet i luftningen. Det bildas ett slam som sjunker till botten.
Den biologiska reningen kan också ske genom att avloppsvattnet får sippra genom en bädd av sten eller plastmaterial som är täckta av en hinna av mikroorganismer.
Det finns också bakterier som omvandlar kväve i vattnet till luftkväve. Övergödande kväve i vattnet omvandlas därmed till kväve i gasform.
Kemisk rening
Det kemiska reningssteget renar bl.a. vattnet från fosfor som kan finnas i tvättmedel. Om fosfor kommer ut i naturen i stora mängder orsakar det övergödning.
Ett problem har varit att läkemedelsrester även efter den kemiska reningen finns kvar i vattnet och släpps ut i sjöar och vattendrag och påverkar djurlivet där.
Läkemedelsrester som passerat kroppen och hamnat i avloppet går oftast helt opåverkade genom dagens avloppsreningsverk och kan påverka vattenlevande organismer allvarligt. Forskning har bland annat visat att vissa fiskarters förmåga att fortplanta sig har störts av läkemedel som innehåller hormoner, som tillexempel P-piller.
Forskning utförd av Svenska miljöinstitutet IVL har visat att en stor del läkemedelsresterna ifrån avloppsvatten går att ta bort med aktivt kol och skulle kunna bli en lösning för att förhindra att miljöstörande kemikalier kommer ut i miljön.
Tidigare försök med metoder där man använt ozon tillsammans med aktivt kol för att ta bort läkemedelsresterna har inte visat sig vara tilräckligt effektiv.
Men med en ny metod där man låtit avloppsvatten passera fler olika bassänger med aktivt kol har så har 90-98% av läkemedelsresterna som fanns i vattnet fastnat i kolet. Men försöken som IVL utfört har gjorts i mycket liten skala med 100 liter avloppsvatten i timmen som har passerat filterbädden, i ett riktigt reningsverk rör det sig om flera tusen liter i sekunden och metoden kan i nuläget därför inte överföras till ett stort reningsverk. Ett problem som skulle kunna uppstå är att bakterier och partiklar från reningsverket sätter igen kolbädden, förmågan hos det aktiva kolet att ta till sig läkemedelsrester kan då bli sämre. Men man tror ändå att man ska kunna skala upp försöken så att de kan få en praktiskt tillämpning i reningsverken i framtiden.