Mekanisk trin:
En rent fysisk behandling af spildevandet. Det ledes først igennem risteanordninger, hvorved vandet befries for større emner som klude, toiletpapir etc. Herefter flyder vandet gennem et ofte gennemhullet sandfang, hvor kun større partikler som grus og sand bundfældes, idet vandets strømningshastighed stadig er stor. Herfra føres spildevandet videre til en stor bundfældningstank (primærtanken), hvor vandet falder så meget til ro, at mindre partikler som ler bundfældes. Lerpartiklerne river ved denne bundfældning en del organisk materiale samt bakterier, vira og parasitter med sig, og det hele lægger sig på bunden af tanken som slam. En skrabeanordning sørger for, at de på overfladen liggende emner som fedt og olie fjernes. Herefter ledes spildevandet til det biologiske trin.
Biologisk trin:
Her behandles vandet i et biologisk filter bestående af en stor cylinder, der er fyldt op med stenskærver, hvorigennem vandet løber fra et roterende overrislingssystem. På skærvernes overflade sidder enorme mængder levende bakterier og andre mikroorganismer, der via respirationsprocessen nedbryder vandets indhold af organiske stoffer. Herefter ledes vandet videre til et aktiveret slamanlæg: I store luftningsbassiner pumpes aktivt slam (slam indeholdende mikroorganismer) og luft op igennem spildevandet, hvorved en effektiv aerob nedbrydning af det resterende organiske stof i spildevandet finder sted. Vandet, der som følge af opblandingen med aktivt slam, nu ser meget beskidt ud, må herefter ledes ind i en ny bundfældningstank (sekundærtank), hvor det aktive slam bundfældes. Hermed er den biologiske rensning slut. Spildevandet indeholder nu i stedet for organiske stoffer store mængder uorganisk stof hovedsageligt N (ammonium og nitrat) og P (fosfat), da mikroorganismerne ikke optager alle de næringssalte de danner ved mineraliseringen.
Kemisk trin:
Her fjernes fosfat og/eller nitrat. Ofte vælger man blot at fjerne én af næringssaltene, idet algevæksten i recipienten kan undgås, når én næringssalt bliver begrænsende faktor. Det kemiske trin består derfor oftest i, at man fjerner fosfat fra spildevandet. Da fosfat let danner tungtopløselige forbindelser ved tilsætning af alluminiumsulfat, kalk eller jernsulfat, vil fosfaten bundfældes og dermed blive udskilt fra spildevandet.
Man kan også fjerne nitrat, det gøres dog på en anden måde, da nitrat danner letopløselige forbindelser der ikke bundfælder. I stedet bruges en biologisk metode, hvor man fører vandet gennem et denitrifikationsbassin (se denitrifikation) hvor nitraten fjernes.
Nu er vandet renset nogenlunde, og man står i stedet med en række frasorterede fraktioner fra spildevandet, der skal viderebehandles. Ristestoffet fra det mekaniske trin sendes til forbrændingsanstalten, grus og sand benyttes i nytteindustrien og slam bruges som biogasenergikilde på rensningsanlægget. Det resterende slam kan sammen med det fosfatholdige bundfald fra det kemiske trin bruges som gødning.
En anden måde at rense spildevand på er ved hjælp af et rodzoneanlæg eller ved at udnytte økosystemers selvrensning.