Berikut ini beberapa jenis industri utama yang mengolah air limbah, antara lain:

• Pertambangan. Industri ini menggunakan air terutama untuk proses ekstraksi mineral padat (batubara, besi, pasir, kerikil, dll); cairan (minyak mentah); dan gas (gas alam). Dengan cara yang sama, industri pertambangan juga menggunakannya untuk proses penggalian dan penggilingan, yang meliputi tindakan penghancuran, eksplorasi, pencucian, dan pengapungan bahan yang ditambang.
• Makanan dan minuman. Digunakan dari hulu hingga hilir, air merupakan komponen penting untuk semua proses industri ini. Selain digunakan untuk produk akhir, air juga digunakan untuk desinfeksi, memanaskan, mencuci, mendinginkan, membawa limbah ke saluran pembuangan , mengangkut produk, dan masih banyak lagi.
• Tekstil. Industri ini menggunakan air dalam jumlah besar untuk semua proses operasionalnya. Hampir semua jenis pewarna, bahan kimia khusus, dan bahan kimia akhir menggunakan air dalam proses rendam dan pencampuran.
• Pulp dan kertas. Industri ini merupakan salah satu konsumen air terbesar di dunia, membutuhkan sekitar 54 m³ air per ton per produk akhir. Dengan menggunakan air di hampir setiap tahap proses pembuatannya, industri pup dan kertas menghasilkan air serta lumpur dalam jumlah besar.
• Minyak dan gas. Dalam industri ini, pemanfaatan air terbilang unik untuk produk akhir maupun prosesnya. Air memainkan peran penting dalam produksi bahan bakar. Misalnya digunakan dalam pengeboran, rekahan hidrolik, pengeboran dan perawatan dalam proses pendinginan dan pembersihan sumur, dan penggunaan internal (kilang juga menggunakan air dalam boiler bertekanan tinggi dan rendah untuk menghasilkan uap, serta menggunakannya pada menara pendingin).

1. Diffused Aeration. Bakteri  yang digunakan dalam pengolahan limbah membutuhkan oksigen untuk bertahan hidup. Dalam proses ini, udara terkompresi dipompa menggunakan air blower dan dilepaskan di bawah permukaan air limbah untuk memastikan bahwa bakteri menerima pasokan udara yang berkelanjutan - dan bahwa proses pengolahan air limbah tetap konsisten.

2. The Activated Sludge Process. Digunakan di pabrik industri skala menengah hingga besar, proses lumpur aktif memisahkan flokulan (yaitu, padatan tersuspensi) dari air limbah melalui sedimentasi. Limbah (atau aliran keluar air ke badan air alami dari fasilitas pengolahan air limbah) memasuki tangki atau jalur aerasi, dan udara bertekanan rendah dimasukkan melalui kisi-kisi diffuser. Air biasanya melewati proses dalam beberapa jam, sedangkan tingkat retensi lumpur bervariasi dari beberapa hari di iklim yang lebih hangat, hingga beberapa minggu dalam cuaca dingin.

3. Lagoon Aeration. Mirip dengan proses nomor 2, aerasi laguna biasanya digunakan di daerah pedesaan dengan tanaman berukuran kecil hingga besar. Serangkaian cekungan (laguna) tanah dangkal berfungsi sebagai bak aerasi dan tangki penampung - di kolam perawatan inilah oksidasi biologis air limbah terjadi. Meskipun laguna sering kali dilengkapi dengan aerator permukaan, ada beberapa sistem diffuser yang tersedia khusus untuk aplikasi ini. Sistem udara tersebar yang dirancang dengan baik menggunakan kira-kira setengah energi sebanyak aerasi permukaan.

4. Membrane Bioreactor (MBR). Proses MBR menggunakan filtrasi tambahan untuk menghasilkan limbah berkualitas lebih tinggi dan merupakan variasi dari proses lumpur aktif. Umum di pabrik skala menengah hingga besar, MBR memiliki fitur filter membran ultrafine yang dipasang di ujung pembuangan dari bak aerasi standar. Pompa yang dipasang pada filter membran menciptakan sedikit ruang hampa dan menarik limbah melalui membran. Lubang ultrafine pada membran tidak memungkinkan mikroba biologis melewati membran, sehingga mikroba tetap berada di dalam bak aerasi. Membran menjadi tersumbat atau kotor dalam proses ini dan membutuhkan pembersihan lebih sering.

5. Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR). MBBR adalah metode pengolahan air limbah yang jauh lebih ringkas yang dapat diskalakan agar sesuai dengan berbagai ukuran pabrik, dan merupakan versi dari sistem lumpur aktif tradisional. Dalam metode ini, reaktor diisi dengan ribuan pembawa biofilm (bola plastik) yang melindungi bakteri yang digunakan untuk mengurai polutan di dalam air limbah. Grid diffuser menghasilkan udara yang dibutuhkan untuk menyebarkan pembawa biofilm secara efektif ke seluruh baskom, sekaligus menyediakan aerasi yang diperlukan untuk pertumbuhan biofilm.

6. Sequencing Batch Reactor (SBR). Reaktor batch sekuensing (SBR) juga merupakan proses yang biasanya digunakan di pabrik berukuran kecil hingga menengah. SBR kecil terdiri dari dua tangki berukuran sama yang bergantian di antara tahap pengolahan. Prosesnya dimulai dengan pengisian salah satu tangki. Segera setelah tangki pertama terisi, air limbah dialihkan ke tangki kedua dan prosesnya dimulai lagi. Desain tangki ganda (reaktor) memungkinkan pembangkit listrik beroperasi secara terus menerus dan pembangkit listrik yang lebih besar menggunakan lebih banyak reaktor untuk menampung beban yang lebih tinggi.

7. Anaerobic Digestion. Penguraian anaerobik digunakan untuk mengolah lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan air limbah, serta limbah biologis lainnya. Menurut definisi, pencernaan anaerobik tidak menggunakan udara; sebaliknya, serangkaian mikroorganisme memecah limbah padat menjadi gas metana dan karbon dioksida, selain nitrogen, amonia, dan hidrogen sulfida dalam jumlah yang lebih kecil. Biogas ini diekstraksi dari reaktor dan dibakar untuk mengurangi emisi gas rumah kaca, atau diolah dalam serangkaian filter sebelum diinjeksikan ke generator. Setelah disuntikkan ke generator, biogas dapat digunakan untuk pembangkit listrik dan panas di tempat, yang juga dikenal sebagai sistem kogenerasi. Bergantung pada komposisi dan jumlah limbah di digester, proses ini dapat menghasilkan sejumlah besar energi yang dapat digunakan untuk operasi pabrik.

8. Filter Backwashing. Ini adalah bentuk pemeliharaan preventif di mana air dipompa mundur melalui filter untuk mencegah media filter menjadi terlalu kotor - atau bahkan tidak dapat digunakan.