Очистку сточных вод осуществляют последовательно на ряде сооружений. Механическая и механохимическая очистка сточных вод, как правило, предшествует биохимической очистке. Вначале сточные воды очищают от нерастворенных загрязнений, а затем уже от растворенных органических загрязнений. Химической очистке подвергают преимущественно производственные сточные воды. В случае применения биохимической очистки химическую очистку можно проводить до и после биохимической очистки сточных вод. Физико-химические методы очистки также можно осуществлять до биохимической очистки (коагуляция, флотация, электролиз и др.) и после биохимической очистки (сорбция, экстракция, эвапорация, ионный обмен, кристаллизация и др.).
Обработку осадков сточных вод также осуществляют последовательно на ряде сооружений: вначале биохимическое разложение органических веществ (если это необходимо), а затем уже обезвоживание и сушку осадка.
Дезинфекцию сточных вод, как правило, проводят в конце их обработки.
На рис. 1 показана распространенная схема очистки бытовых сточных вод и смеси бытовых и производственных сточных вод в случае применения для биохимической очистки биологических фильтров. По такой схеме проектируют очистные станции на средний расход от 5-10 до 20-30 тыс. м3 воды в сутки.