水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。

化学性污染

1.无机污染物质：污染水体的无机污染物质有酸、堿和一些无机盐类。

2.无机有毒物质：污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质，主要有汞、镉、铅、砷等元素。

3.有机有毒物质：污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。

4.需氧污染物质：生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚、醇等有机物质可在微生物的作用下进行分解。在分解过程中需要大量氧气，故称之为需氧污染物质。

5.植物营养物质：主要是生活与工业污水中的含氮、磷等植物营养物质，以及农田排水中残馀的氮和磷。

6.油类污染物质：主要指石油对水体的污染，尤其海洋采油和油轮事故污染最甚。

物理性污染

1.悬浮物质污染：悬浮物质是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质和泡沫塑料等。它们是由生活污水、垃圾和采矿、采石、建筑、食品加工、造纸等产生的废物泄入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水体外观，妨碍水中植物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利。

2.热污染：来自各种工业过程的冷却水，若不采取措施，直接排入水体，可能引起水温升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物质的毒性增加等现象，从而危及鱼类和水生生物的生长。

3.放射性污染：由于原子能工业的发展，放射性矿藏的开采，核子试验和核电站的建立以及同位素在医学、工业、研究等领域的应用，使放射性废水、废物显著增加，造成一定的放射性污染。

生物性污染

生活污水，特别是医院污水和某些工业废水污染水体后，往往可以带入一些病原微生物。例如某些原来存在于人畜肠道中的病原细菌，如伤寒、副伤寒、霍乱细菌等都可以通过人畜粪便的污染而进入水体，随水流动而传播。一些病毒，如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中发现。某些寄生虫病，如阿米巴痢疾、血吸虫病、钩端螺旋体病等也可通过水进行传播。

常用的水处理方法有：沉淀物过滤法、硬水软化法、活性炭吸附法、去离子法、逆渗透法、超过滤法、蒸馏法、紫外线消毒法等。

沉淀物过滤法

沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除干净。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。

硬水软化法

硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子。

活性碳吸附法

活性碳是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下干馏炭化而成，制成后还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其他分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。

去离子法

去离子法的目的是将溶解于水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。

逆渗透法

逆渗透法可以有效的清除溶解于水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。

超过滤法

超过滤法与逆渗透法类似，也是使用半透膜，但它无法控制离子的清除，因为膜之孔径较大，约10-200A之间。只能排除细菌，病毒，热原及颗粒状物等，对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。

蒸馏法

蒸馏法是古老却也是有效的水处理法，它可以清除任何不可挥发性的杂质，但是无法排除可挥发性的污染物，它需要很大的储水槽来存放，这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因，血液透析用水不用这种方式来处理。

紫外线消毒法

紫外线消毒法是常使用的方法之一。紫外线消毒不产生任何二次污染物，属于国际上最新一代的消毒技术，它具有高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量、无污染等其他消毒手段无法比拟的优点。

生物化学法

生物化学水处理方法是指利用自然界的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。生物化学水处理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物水处理方法。