在微生物的作用下，有机物进入水体后会被氧化分解，导致水中溶解氧逐渐降低。如果氧化过程过快，使水体无法及时地从大气中吸收足够多的氧气以补充消耗的氧气，水中的溶解氧就会降得很低(例如，低于3~4mg/L)，从而影响水中生物的正常生长。溶解氧耗尽后，有机质开始厌氧消化，产生臭气，影响环境卫生。

因为污水中所含的有机物质往往是非常复杂的多种成分的混合物，因此很难对各成分的数量进行一一的定量计算。事实上，通常采用综合指标间接表征有机物在水中的含量。指示水体中有机物质含量的综合指标有两种，一种是需氧量(O2)，它与水体中有机物质的量相当，如生化需氧量BOD、化学需氧量COD和总需氧量TOD等；另一种是总有机碳TOC，它是碳的量。对同一污水，这几个指标的数值一般都不相同，其数值大小排序为TODCODCrBOD5TOC。

过高的生化需氧量

生化性需氧量，指在20℃和有氧的条件下，由于好氧微生物对水中有机物进行生化氧化时所消耗的溶解氧，即水中生物降解有机物稳定化所需的氧量，单位为mg/L。BOD不仅包括水中有氧微生物增殖或呼吸作用所消耗的氧气，还包括还原性无机物如硫化物、亚铁等所消耗的氧气，但是这部分氧气的消耗比例通常很小。因此，BOD值越大，说明水中的有机物含量越多。

可溶有机物在细菌的作用下分解成二氧化碳和生物絮凝物质，然后从外流物沉淀下来。减少排泄物中的有机物含量，提高BOD的水平，这是一种普遍采用的控制BOD的方法，通过促进“食物”与有机物的平衡来实现。通过适当的曝气方法，可使空气进入外流物中，提高生物氧化的速度，进而提高可沉降固体的含量，然后通过下列方法将其去除。过滤或澄清。

过多的总悬浮和溶解固体

实施方法因废水TSS、TDS水平及排放标准等不同而异。降低TSS.常用的处理方法有：凝结、絮凝、沉淀、砂粒或碳过滤。

降低TDS是一个更为复杂的过程。如污染物为金属基，如钙、镁或铁，则可在澄清过程中加入简单的化学添加剂来减少这些污染物。如为钠、氯或其它易溶离子，则需进行脱盐或蒸发处理。

过多的硝酸盐和磷酸盐

如果不能从废水中去除大量的硝酸盐或磷酸盐，而这些营养素又被排放到当地环境中，则会增加BOD，从而导致杂草的广泛生长，海藻和浮游植物，导致水体脱氧，杀死生物，甚至导致缺氧。它们能以多种方式进入废物水流中，包括人和食物垃圾、清洁剂和农药。

如污水处理系统不能满足硝酸盐和磷酸盐排放标准，可采用下列方法：

硝酸盐去除：硝酸盐可通过多种方法去除，包括离子交换，反渗透或常规生物处理和反硝化。

除去磷：从废水中去除磷的有效方法通常是冷凝/化学沉淀，这取决于磷的存在类型。

废水含有油和油脂

油类和脂肪酸是“疏水的”，它们容易被水排斥，粘附在无水的表面上。污水中的大量油脂会堵塞下水道和排水管，危害人类健康，并杀死体外的水生生物。油污一般也是食品生产过程中产生的副产物，这些污染物被严格控制，不能与污水一起排放。

含油废水需用气浮机(DAF)处理。这种设备通过压力使空气溶解于水，去除了油污。泡沫漂浮到表面时，会粘附在油类和油脂上，所以它能从表面的顶部被刮掉。另一种成功去除油污的方法是使用特定类型的过滤器，例如超滤或活性炭。