從前，工業廢水尤其是生活汙水普遍與城市的雨水排泄混合排放。這樣，不僅擴大了汙染麵，也給汙水處理增加了不少難度。近年來，逐步推行“清汙分流”，或稱“雨汙分流”。將汙水納入專門的排泄係統進行處理。例如青島市城建規劃中，根據青島市區的地形特點和排水設施的現狀，將市內分為五個雨水排泄區和五個汙水排泄區，實行雨汙分流。雨水就近排入河海，汙水分區集中，並在市內五區建七座汙水處理廠，總處理能力每日２７萬噸。但是實行清汙分流需要對原有的排水管線進行改造。德國一家苯胺蘇打廠為此改造水處理係統花費了３億美元。美國和日本化學工業控製汙染的投資也大部分用在了這一方麵。
２、積極處理
雖然人們想了很多辦法，采取了很多措施來防止汙染物從它們的大本營——生產過程中“溜”出來，但是，目前，也許今後相當一段時間內，我們也無法把汙染物完全消滅在搖籃裏。尤其是千萬個家庭排出的生活汙水，千萬艘船隻排出的含油汙水，以及千萬家小工廠、小企業排出的工業廢水，隻好在它們出生後再設法進行“處置”，使其在進入環境和海洋之前作一番“修煉”，雖然不能“立地成佛”，但也可以減輕它們的罪過。
處置的辦法很多，但必須對症下藥，才能取得好的效果。
對於含油汙水來說，利用油和水比重的不同，把油從汙水中分離出來，是最基本的處置方法。在處理煉油廠和石油化工廠排出的含油汙水時，這種“比重差分離法”得到了廣泛的應用。我國某煉油廠，每天從生產中排出５０００噸含油廢水，其中汙油含量高達每升１００毫克，也就是說，如果不加以處理，每年就有約２００噸油排到環境中。現在該廠用此法使油水分離，處理後的汙水中油含量降到了每升隻有０.９毫克，減少了９０％以上。利用這一原理製成的密封式油水分離器廣泛裝備在油輪上用以處理壓艙水、洗艙水和艙底汙水。
但是，如果汙水中含油比較少或者汙油在水中已經乳化，就不能用上麵那種方法了。這時，應該在汙水中加入某些化學藥劑，如硫酸礬一類的凝聚劑，用它們吸附汙水中的油和其他的雜質一起沉澱下來，從而使水變得“清潔”。這種方法稱為“凝聚沉澱法”。當然，還可以往含油廢水中注入高壓空氣，到一定程度後突然降壓，使廢水中產生大量氣泡，讓它們在上浮過程中把汙水中的油一起帶到水麵，然後再除去。這種“加壓浮上法”最適用於處理船舶的含油洗艙水。
除此之外，還有兩種高級的含油汙水處理方法。一種叫“過濾法”，另一種是“微生物處理法”。它們可以使含油汙水得到高度淨化，能除去引起魚、貝類發出油臭味的成分。但處理成本較高，一般很少采用。
處理含重金屬汙染物廢水的方法可以分為物理的和化學的兩大類。
物理處理法有多種。對有大顆粒重金屬汙染物存在的廢水可以用“沉沙池法”或“過濾法”；如果廢水中重金屬汙染物的顆粒微小，則一般用“沉澱池法”；對廢水中膠體狀的有害重金屬可以用“凝聚沉澱池法”處理。此外，還可以用蒸發濃縮和廢液燃燒等熱處理方法回收廢水中的金屬成分。
化學處理法最常用的是氧化—還原法。例如用電解氧化法處理電鍍廢水，用還原劑法處理含鉻廢水，用硫化氫還原法處理含銅和含鋅廢水等等。
pH調節法也是一種普遍使用的化學處理法，最適用於處理造紙廠的堿性汙水或酸性汙水。
此外，化學法還有“凝聚法”、“吸附法”和“離子交換法”等。用這些方法可以除去在廢水中呈膠體狀態存在的重金屬成分。
含油廢水和含重金屬汙染物的廢水一般都產生於工業部門，汙染源麵不廣，廢水量也不很大，成分比較單一，通常由工廠企業單獨處理。而有機汙水大部分來自城市千家萬戶，也有一部分由有關工業排出，汙染源點多麵廣，廢水量龐大,汙水成分也很複雜，因此都采用區域性集中處理的辦法。
處理這種汙水最早有兩種方法，一種是直接將它們排入江、河、湖、海，靠大量的天然水來稀釋淨化；另一種用來灌溉農田。早在１６世紀中葉，德國就推行汙水灌溉。到１９７６年已有６０多個城市的生活汙水用在農田灌溉上。我國用汙水灌溉的地區也不少，如沈（陽）─撫（順）灌區等。
但是有機汙水中一般都含有較高濃度的氮、磷、鉀等營養成分，也含有少量有毒物質，如汞、鉛、鎘等重金屬。不經過處理直接排入自然水體不僅往往造成富營養化，引起赤潮爆發，而且導致有毒金屬的汙染。而直接用來灌溉農田也會引起作物倒伏，汙水中的可溶性鹽類和重金屬對土壤、作物和人畜也會造成危害。因此目前大部分國家的城市都建設專門的汙水處理廠（站）對有機汙水進行集中處理。我國沿海一些主要城市都已經相繼建起了這類汙水處理廠（站）。
有機汙水的處理一般采用生物處理法，也就是利用微生物的分解作用將汙水中的有機物質分解，使汙水淨化。“生物處理法”可分“好氣性處理”和“厭氣性處理”兩類。
所謂“好氣性處理”，是向汙水中充氣，使好氣性微生物大量繁殖，達到分解有機質的目的。這裏，氧氣數量和溫度高低是很重要的。好氣性處理有“活性汙泥法”、“噴水濾床法”和“碎石曝氣法”等幾種。但是這類方法隻適合有機物含量較少的汙水，而且處理得不徹底。它對汙水中的營養物質基本無能為力。