La depuració pot ésser completa i seguida d’una etapa de potabilització, si l’aigua depurada ha d’ésser emprada novament en les poblacions, o bé pot reduir-se a una fase d’eliminació dels elements contaminants, si hom ha de retornar l’aigua al riu o a la mar. Aquesta fase consisteix en una separació amb l’ajut de coagulants (alum, sulfat o clorur fèrric, calç, etc, segons l’origen de les aigües) i una filtració. Per facilitar la sedimentació hom pot sotmetre la matèria orgànica a un procés d’oxidació bacteriana (anomenat digestió), en el qual les molècules complexes es descomponen en unes altres de més simples, gasoses o solubles, i, així, disminueix el volum de fangs a eliminar.
Per tal de conèixer la quantitat de matèria orgànica dissolta per unitat de volum, hom determina la demanda biològica d’oxigen (DBO), sistema de mesura que expressa el nombre de mg d’oxigen que, per litre d’aigua, consumeixen els microorganismes fins a mineralitzar totalment la matèria orgànica continguda. La determinació és obtinguda treballant amb fraccions de la mostra que és investigada, adequadament diluïdes en aigua saturada d’oxigen i mantingudes en incubació a temperatura constant (20°C) durant cinc dies. La mateixa operació feta directament sobre la mostra, diluïda en aigua saturada d’oxigen, dóna, als 15 minuts, la demanda immediata d’oxigen dissolt (DIOD), la qual és interpretada com una mesura dels composts reductors (sulfurs, sulfits, ions ferrosos). Cal efectuar, també, la determinació de metalls pesants (cadmi, coure, ferro, manganès, níquel, plom, zinc), fenols, detergents, composts nitrogenats, etc. El tractament de les aigües fecals és relativament senzill i econòmic. Cal, només, forçar, en tancs escaients, l’activitat mineralitzadora dels microorganismes mtjançant una oxigenació intensa. Els precipitats inerts obtinguts poden ésser emprats com a adob.
El tractament de les aigües residuals procedents de la indústria comporta processos més delicats (homogeneïtzació prèvia, neutralització, oxigenació, filtració, cloració, etc). Certes aigües residuals, com els lleixius negres de les indústries papereres constitueixen, encara avui, un problema sense solució satisfactòria. Semblantment s’esdevé amb els detergents no biodegradables, molt difícils d’eliminar i prohibits a molts països.