Tratamiento Primario: en este paso se remueven físicamente los sólidos flotantes o sedimentables. Esto se hace tanto como un paso del proceso de recuperación de aguas como para evitar que éstos sólidos atasquen y dañen las bombas y la maquinaria. Generalmente consiste en: una filtración utilizando enrejados o barras verticales, sedimentación, flotación, digestión, desecación, etc.

Tratamiento Secundario: en este paso se utilizan procesos biológicos para reducir la cantidad de materia orgánica en el agua y convertir las sustancias solubles en sólidos precipitables, CO2, H2O, nitratos, fosfatos, etc. Esto se puede hacer de varias maneras: filtro de goteo, lodo activado y lagunas o estanques de estabilización.

Tratamiento Terciario: en éste se elimina el fósforo, el amoníaco y el nitrógeno del agua; reduciendo la cantidad de nutrientes.

Tratamiento Avanzado: que se utiliza para mejorar la calidad del efluente eliminando los contaminantes recalcitrantes y los microorganismos. Se puede hacer por: osmosis inversa, electrodiálisis, ozonificación, cloración, etc.

Sistemas de Flotación por Aire Disuelto (DAF's): son sistemas de separación por gravedad que utilizan burbujas de agua en un tanque que contiene el agua de deshecho para hacer que los materiales insolubles floten a la superficie para que puedan ser removidos. Algunos materiales que son más pesados que el agua también se pueden remover si se utilizan floculantes químicos para hacer que se unan en racimos que son más ligeros que el agua y que, por lo tanto, flotan. Los contaminantes se concentran en el material que se acumula en la superficie, llamado lodo o flotante de DAF. Este método es muy usado en industrias de procesamiento de lácteos, cárnicos, pollos, pastas, cereales, frutas y bebidas de frutas, vegetales y empaquetamiento de alimentos.

Tratamientos biológicos: son los más utilizados:

Procesos anaeróbicos: se utilizan para remover materia orgánica en flujos de altas concentraciones. Depende de reacciones de transferencia de H2 inter-especies por el siguiente proceso:

Digestión inicial de las sustancias macromoleculares por proteasas, polisacaridasas y lipasas extracelulares hasta sustancias solubles.

Fermentación de las sustancias solubles a ácidos grasos

Fementación de los ácidos grasos a acetato, CO2 y H2

Conversión de H2, CO2 y acetato en metano por bacterias metanogénicas.

Procesos aeróbicos: se utilizan en flujos de baja concentración o como un paso extra para remover materia orgánica residual y nutrientes. En estos procesos, el crecimiento de los microorganismos y su actividad degradativa crecen proporcionalmente a la tasa de aireación. Las sustancias orgánicas e inorgánicas acompañantes productoras de enturbiamiento son el punto de partida para el desarrollo de colonias mixtas de bacterias y hongos. La acción degradativa o depuradora de los microorganismos en un proceso se mide por el porcentaje de disminución de la BOD en el agua tratada.

Procesos Termofílicos: esta es un área emergente en el biotratamiento de aguas residuales. Implica el uso de microorganismos termofílicos para tratar el agua de deshecho bajo condiciones más severas. Un ejemplo sería la tecnología de Compostamiento Fluido Avanzado (AFC), que utiliza bacterias termofílicas aerobias y un paso químico intermedio. Esta tecnología se puede utilizar en aguas residuales de alta concentración y es capaz de reducir el COD en hasta un 90% con una generación de lodos de una décima parte que el que se produce con la biotecnología actual. También opera unas 10 veces más rápido.

Bioaditivos: mejoras en los procesos de biotratamiento convencional puede provenir del área de los bioaditivos (mezclas microbianas o enzimáticas). Sin embargo, el uso de bioaditivos puede tener efectos que aun no se conocen bien. Según el autor de “Biochemical Oxygen Demand and Nutrient Removal from Food Processing Wastewater”, existe una publicación polaca que claramente indica que los aditivos fueron de poca ayuda en una prueba; mientras que una publicación australiana explica que los resultados aún son difíciles de aprobar o desaprobar.

Procesos hidrotérmicos: estos procesos son particularmente útiles para efluentes con altas concentraciones de BOD o que tienen sólidos suspendidos. Estos procesos operan en ambientes de agua líquida a altas temperaturas utilizando sistemas de reactor presurizados, eliminando ineficiencias de energía (como necesidad de secado o el uso de combustibles) asociados a otros sistemas como la incineración. También, el proceso pasteuriza el agua, ya que el tratamiento térmico llega a más de 200°C.

Extracción de solventes: la remoción y recuperación de solventes orgánicos puede ser muy útil en ciertos casos. La recuperación de ácidos málico y tartárico de aguas residuales de destilerías que utilizan uvas se ha logrado utilizando extractantes amínicos de alto número molecular. Los niveles de recuperación son altos (de 92 a 99%) y se puede utilizar el proceso para también recuperar ácidos lácticos, oxálicos, etc.