Hệ thống xử lý nước thải được thiết kế dựa trên thành phần chất thải có trong nước thải. mỗi loại nước thải khác nhau có thành phần khác nhau như: chất thải lỏng và chất thải rắn được thải ra từ những căn hộ, nhà máy công nghiệp, và các cơ sở nông nghiệp…. Nước thải chứa một loạt các chất gây ô nhiễm ở các nồng độ khác nhau.
Các đặc tính của nước thải khác nhau tùy thuộc vào nguồn. Các loại nước thải bao gồm: nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt có thể được lắp đặt tại các hộ dân, khu văn phòng, trường học, bệnh viện hay những nơi công cộng khác…
Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt được phân thành các cấp độ:
Quy mô nhỏ: như các hộ gia đình, được thiết kế hệ thống đơn giản nhưng vẫn đảm bảo chất lượng nước đầu ra vào hệ thống nước thải chung
Quy mô trung bình: các khu chung cư, công ty, khu văn phòng, nhà cao tầng có hệ thống xử lý nước thải tập trung cho nhiều khu xả thải nhỏ đảm bảo vệ sinh môi trường.
Quy mô lớn: Khu đô thị, khu dân cư,… với hệ thống được xây dựng kỹ lưỡng, phức tạp và cần được khảo sát cẩn thận trước khi xây dựng.
Đặc điểm nước thải sinh hoạt thay đổi theo đổi theo giờ, theo ngày, với lưu lượng phụ thuộc vào mức độ sử dụng nước bình quân đầu người theo thói quen, chế độ ăn uống, mức sống và lối sống.
Về mặt hóa học, nước thải bao gồm các hợp chất hữu cơ (70%) và vô cơ (30%) cũng như các loại khí khác nhau. Các hợp chất hữu cơ bao gồm chủ yếu là carbohydrate (25%), protein (65%) và chất béo (10%), xà phòng, chất tẩy rửa tổng hợp, và các sản phẩm phân hủy của chúng. Thành phần vô cơ có thể bao gồm: kim loại nặng, nito, photpho, pH, lưu huỳnh , Clorua, kiềm, hợp chất độc hại,…. Khíthường hòa tan trong nước thải là hydro sunfua, metan, amoniac, oxy, carbon dioxide và nito. Hàm lượng chất thải rắn của nước thải thô sinh hoạt rất thấp, trung bình khoảng 0,1%. Điều này thường bao gồm chất hữu cơ thải, một số chất rắn vô cơ, kim loại nặng, cát và đá vụn và mảnh vụn trôi nổi
Hệ thống xử lý nước thải công nghiệp là một phần không thể thiếu trong dây chuyền nhà máy công nghiệp. Khác với nước thải sinh hoạt hay đô thị, nước thải công nghiệp là một sản phẩm phụ trong hoạt động công nghiệp hoặc thương mại có thể chứa:
Nước thải tạo ra trong quá trình sản xuất, tẩy rửa máy móc,… chứa chất đặc trưng của ngành công nghiệp đó cần được xử lý trước khi xã vào mạng lưới thoát nước chung tránh gây tình trạng ô nhiễm môi trường.
Việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải áp dụng cho nhiều ngành công nghiệp như: chăn nuôi, y tế, dệt nhuộm, bệnh viện, thủy sản…. Với mỗi hệ thống sẽ có thiết kế và quy trình vận hành khác nhau phù hợp với đặc điểm chất thải.
Mục tiêu chính của xử lý nước thải nói chung là cho phép nước thải của con người và công nghiệp được xử lý mà không gây nguy hiểm cho sức khỏe con người hoặc thiệt hại đối với môi trường tự nhiên. Việc thiết kế các hệ thống xử lý nước thải thường đặc điểm nguồn nước thải. Các quy trình nên được lựa chọn và thiết kế phù hợp khả thi về mặt kĩ thuật và kinh tế. Xử lý nước thải thông thường bao gồm sự kết hợp của các quá trình và hoạt động vật lý, hóa học và sinh học để loại bỏ chất rắn, chất hữu cơ từ nước thải cơ bản gồm những phần sau:
BỂ TIẾP NHẬN:
Song chắn rác: thường làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn sẽ giữ lại các tạp chất vật thô như giẻ, rác, bao nilon, và các vật thải khác được giữ lại, để bảo vệ các thiết bị xử lý như bơm, đường ống, mương dẫn…
Bể gom: là nơi tiếp nhận nguồn nước thải trước khi đi vào các công trình xử lý nước thải tiếp theo. Bể gom thường được làm bằng bê tông, xây bằng gạch.
BỂ ĐIỀU HÒA:
Được dùng để duy trì lưu lượng dòng thải vào gần như không đổi, quan trọng là điều chỉnh độ pH đến giá trị thích hợp cho quá trình xử lý sinh học. Trong bể có hệ thống thiết bị khuấy trộn để đảm bảo hòa tan và san đều nồng độ các chất bẩn trong toàn thể tích bể và không cho cặn lắng trong bể, pha loãng nồng độ các chất độc hại nếu có. Ngoài ra còn có thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi. Tại bể điều hòa nước thải được về trạng thái trung tính, tức pH vào khoảng 6.5 – 8.5.
BỂ XỬ LÝ SINH HỌC KỴ KHÍ
Tại đây diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ, vô cơ có trong nước thải khi không có oxy. Nước thải được đưa trực tiếp vào phía dưới đáy bể và được phân phối đồng đều ở đó, sau đó chảy ngược lên xuyên qua lớp bùn sinh học dạng hạt nhỏ và các chất hữu cơ, vô cơ được tiêu thụ ở đây.
Quá trình chuyển hóa các chất bẩn trong nước thải bằng vi sinh yếm khí xảy ra theo ba bước:
BỂ SINH HỌC HIẾU KHÍ
Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-,… Vi sinh vật tồn tại trong bùn hoạt tính của bể sinh học bao gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, Nocardia, Bdellovibrio, Mycobacterium, và hai loại vi khuẩn nitrate hóa Nitrosomonas và Nitrobacter. Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa, Thiothrix, Lecicothrix, và Geotrichum cũng tồn tại.
Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan, chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:
Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất, mật độ vi sinh vật và mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng… Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí truyền thống thường dao dộng từ 0,32-0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần được luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2,5 mg/l.
BỂ LẮNG
Nước thải sau khi qua bể xử lý sinh học hiếu khí được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng. Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn, bùn vi sinh được lắng và thu gom về bể hiếu khí, 1 phần bùn tuần hoàn về bể chứa bùn
HỆ THỐNG KHỬ TRÙNG
Quá trình xử lý trong điều kiện nhân tạo không loại trừ triệt để các loại vi khuẩn, nhất là vi trùng gây bệnh và truyền nhiễm. Bởi vậy, sau giai đoạn xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo cần thực hiện khử trùng nước thải trước khi xả vào môi trường. Khi cho Chlorine vào nước, Chlorine là có tính oxi hóa mạnh sẽ khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật và gây phản ứng với men bên trong của tế bào vi sinh vật làm phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.
BỂ CHỨA BÙN THẢI
Bùn ở bể lắng sẽ được chuyển về bể thu gom và sẽ được hút bỏ định kì bằng xe chuyên dụng giải pháp xử lý nước thải công nghiệp
Với quy trình hệ thống xử lý nước thải như trên, có thể được mô tả dưới dạng sơ đồ hoạt động như phía dưới: 
Lắp đặt thiết bị bể bơi Homestay Banana ở xã Ninh Thắng, Tỉnh Ninh Bình. – Ngọc hùng Water..
Lắp đặt thiết bị bể bơi Homestay Quốc Khánh Bamboo ở xã Ninh Xuân, Tỉnh Ninh Bình. – Ngọc..
Lắp đặt thiết bị bể bơi Homestay A Thanh ở xã Ninh Hải, Tỉnh Ninh Bình. – Ngọc hùng Water..
Lắp đặt thiết bị bể bơi Homestay A Tháo ở xã Ninh Hải, Tỉnh Ninh Bình. – Ngọc hùng Water..
