中水处理是二级处理之后进行的深度处理，主要处理技术包括生物、物理和化学处理技术，通常需要多种处理技术的合理组合。

物理处理技术，主要是膜滤法，在外力作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液排出；溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留达到处理的效果

生物处理技术是利用微生物吸附、氧化分解污水中的有机物的处理方法，包括好氧生物处理和厌氧生物处理。中水处理多采用好氧生物处理技术，包括活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等处理方法。

物化处理技术是用物理化学作用去除废水中的污染物质。主要有吸附、浮选、混凝沉淀、离子交换、膜分离、萃取等，以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式。