تصفیه خانه فاضلاب به مکانی اطلاق می شود که عملیات و فرآیند های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تصفیه ی فاضلاب در آن انجام می گیرد. عملیات تصفیه ی فاضلاب به سه مرحله ی تصفیه ی اولیه، ثانویه و تصفیه ی پیشرفته تقسیم می شود. البته با توجه به ویژگی های فاضلاب ورودی ممکن است به عملیات پیش تصفیه نیز نیاز داشته باشیم. گاها نیز برخی از عملیات های تصفیه ی اولیه به عنوان عملیات پیش تصفیه مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به مراحل نام برده شده، هر قسمت از تصفیه خانه فاضلاب نیز به یکی از این مراحل اختصاص داده می شود.

آشغالگیر

 آشغالگیر معمولا اولین واحد در تصفیه خانه فاضلاب است که به منظور حذف مواد درشت مانند تکه های چوب، مواد پلاستیکی، پارچه و … از جریان ورودی فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد.

دانه گیر

جریان ورودی به تصفیه خانه فاضلاب (با توجه به منشا آن) ممکن است حاوی ذرات شن و ماسه، هسته و پوسته ی سخت میوه ها، ذرات ریز سنگ، تکه های خرد شده ی شیشه و … باشد. عدم حذف این ذرات از جریان ورودی ممکن است باعث آسیب رساندن به تاسیسات تصفیه خانه (مانند پوسته و پره پمپ ها) در مراحل دیگر تصفیه شود.

متعادل ساز

به منظور ایجاد جریان نرمال و بدون تغییرات ناگهانی، از حوضچه ی متعادل ساز استفاده می شود.

چربی گیر

از این واحد به منظور حذف ذرات روغن و چربی موجود در فاضلاب استفاده می شود.

ته نشینی اولیه

حوض های ته نشینی اولیه با هدف حذف جامدات ذره ای، مواد معلق و کاهش BOD جریان ورودی (بار آلی) مورد استفاده قرار می گیرند.

هوادهی 

در فرآیند های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب، میکروارگانیسم ها هستند که عملیات تصفیه را انجام می دهند. یکی از مهم ترین مسائل در تصفیه ی بیولوژیکی تامین اکسیژن مورد نیاز میکروارگانیسم ها می باشد تا عمل تصفیه به خوبی صورت گیرد.

ته نشینی ثانویه

مایع مخلوط ایجاد شده بعد از انجام تصفیه ی بیولوژیکی در مخزن هوادهی، به مخزن ته نشینی ثانویه منتقل می شود. هدف از ایجاد این مخزن، ته نشینی لخته های بیولوژیکی تشکیل شده در مرحله ی قبلی یعنی هوادهی است.

هاضم

هدف از استفاده از هاضم، کاهش مواد و ترکیبات آلی و تعداد میکروارگانیسم های بیماری زا می باشد.

گندزدایی

گندزدایی فاضلاب ممکن است بعد از تصفیه ی اولیه، ثانویه و نهایی انجام گیرد. نکته ی قابل توجه این است که گندزدایی معمولا آخرین مرحله از مراحل تصفیه ی فاضلاب می باشد