Endüstriyel tesislerde oluşan atıksuyun karakterizasyonu üretim aşamasında kullanılan prosese göre değişiklik göstermektedir. Endüstriyel atıksularda bulunan kirletici parametreler evsel atıksulara göre farklılık gösterdiği gibi bu parametrelerin konsantrasyonları da değişiklik gösterir. Bu nedenle endüstriyel atıksuların arıtılmasında fiziksel, kimyasal ve biyolojik arıtma proseslerinden biri veya birkaçı kullanılabilir.

Endüstriyel atıksu arıtma prosesinin dizaynında atıksuyun kimyasal özellikleri de dikkate alınarak atıksu deşarj limitlerine göre sistem tasarımı yapılır. Endüstriyel atıksularda sektöre bağlı olmak koşuluyla yağ&gres, asidik-bazik pH, renk, ağır metaller gibi parametrelere ek olarak genellikle yüksek KOİ konsantrasyonlarına rastlanır.

Tesise gelen katı madde ve organik madde yükünü azaltmak için arıtma sisteminin ilk aşamasında ön çöktürme, ızgara, çözünmüş hava flotasyonu (DAF) ve yağ ayırıcı gibi fiziksel arıtma üniteleri kullanılabilir. Fiziksel arıtmayı takiben nötralizasyon, koagülasyon, flokülasyon ve kimyasal hazırlama üniteleri gibi kimyasal arıtma üniteleri kullanılır. Kimyasal arıtma proseslerinde kullanılan kimyasallarla atıksuyun içinde bulunan maddelerin fiziksel özellikleri değiştirilerek bu maddelerin çökelmesi sağlanır. Kimyasal arıtma prosesi ile organik madde, ağır metal ve fosfor gibi kirleticilerin giderimi sağlanır. Atıksuda bulunan organik madde yükünün yüksek olması durumunda ise fiziksel ve kimyasal arıtmaya ek olarak biyolojik arıtma üniteleri de kullanılabilir.