Die Schwarzwasseraufbereitungsverfahren verwenden physikalische, biologische und chemische Verfahren zur Behandlung der festen und flüssigen organischen und anorganischen Abfälle, die allgemein als Abwasser bekannt sind und vom Menschen durch Körperausscheidungen und häusliche Aktivitäten sowie durch landwirtschaftliche, industrielle und kommerzielle Aktivitäten erzeugt werden. Die Ziele sind die Entfernung von Feststoffen, der Abbau organischer Verbindungen, die Entfernung von krankheitserregenden Mikroorganismen, die Entfernung schädlicher chemischer Substanzen und die Verhinderung oder Beseitigung von anstößigen und schädlichen Gerüchen und Bodenverfärbungen. Die verschiedenen Arten der Schwarzwasseraufbereitung umfassen Klärgruben, Klärbecken, Bodenabflussfelder, Chemikalien, Biodigester, Komposttoiletten und Schwarzwasser-Recyclingsysteme.
Wie effektiv eine Schwarz- oder Grauwasseraufbereitungsmethode bei der Behandlung des biologischen Teils des Abwasserstroms ist, ist vielleicht der wichtigste Faktor bei der Betrachtung der verschiedenen Arten der Wasseraufbereitung. Dieser Teil enthält Bakterien, Viren und Protozoen, die beim Menschen Krankheiten verursachen. Schwarzwasser kann auch schädliche anorganische chemische Elemente wie Stickstoff und Phosphor enthalten, die häufig in Düngemitteln enthalten sind, sowie potenziell giftige Schwermetalle wie Cadmium und Quecksilber.
Klärgruben und Bodenabflussfelder waren und sind in den Vereinigten Staaten die gebräuchlichsten Arten von Schwarzwasseraufbereitungssystemen vor Ort für Haushalte und kleine Gruppen von Häusern, die nicht an eine zentrale, normalerweise städtische Abwasser- oder Abwasseranlage angeschlossen sind Abwasserbehandlungssystem. Sie verwenden typischerweise physikalische und biologische Mittel zur Schwarzwasseraufbereitung. Zu ersteren gehören Versickerung und Filtration – durch Kies, Sand und Aktivkohle. Letztere nutzen die anaerobe und aerobe Vergärung durch natürlich vorkommende Bakterien zur Wasseraufbereitung.
Die Behandlung von Schwarzwasser kann auch die Zugabe von Chemikalien wie Chlor beinhalten, um das Schwarzwasser zu desinfizieren. Darüber hinaus können Chemikalien zugesetzt werden, die Reaktionen auslösen, die zur Entfernung schädlicher organischer und anorganischer Stoffe führen. Am anderen Ende der Behandlungsqualitätsskala werden Klärbecken oder Klärgruben lange Zeit als oft billigere Alternative verwendet, da es sich um versiegelte Tanks handelt, die einfach das Abwasser aufnehmen, bis es abgepumpt und zur Behandlung an einen anderen Ort transportiert wird.
Auch Alternativen, die den natürlichen Umgang mit Schwarzwasser nachahmen, werden eingesetzt, weil sie als weniger umweltschädlich gelten. Dazu gehören Biofermenter, künstliche Feuchtgebiete und Schilfbeete, Komposttoiletten und Schwarzwasser-Recyclingsysteme. Biodigester sind typischerweise bestrebt, die anaerobe und aerobe Vergärung zur Behandlung von Schwarzwasser effizienter und effektiver zu nutzen. Pflanzen, die Stickstoff, Phosphor und sogar Metalle absorbieren, könnten in einem künstlichen Feuchtgebiet oder Schilfbeet gepflanzt werden.
Schwarzwasserrecyclingsysteme bilden eine weitere Kategorie von Schwarzwasseraufbereitungssystemen. Auch diese nutzen in der Regel die unterschiedlichen physikalischen, biologischen und chemischen Verfahren zur Schwarzwasseraufbereitung. Der Unterschied zu anderen Behandlungsarten besteht darin, dass das aufbereitete Wasser dann wieder in den Schwarzwasserkreislauf zurückgeführt und nicht abgeleitet wird.