有機物進入水體后，將在微生物的作用下進行氧化分解，使水中的溶解氧逐漸減少。當氧化作用進行的太快、而水體不能及時從大氣中吸收足夠的氧來補充消耗的氧時，水中的溶解氧可能降得很低(如低于3~4mg/L)，進而影響水中生物正常生長的需要。當水中的溶解氧耗盡后，有機物開始厭氧消化，發生臭氣，影響環境衛生。
 
　　由于污水中所含的有機物往往是多種組分的極其復雜的混合體，因而難以一一分別測定各種組分的定量數值。實際上常用一些綜合指標，間接表征水中有機物含量的多少。表示水中有機物含量的綜合指標有兩類，一類是以與水中有機物量相當的需氧量(O2)表示的指標，如生化需氧量BOD、化學需氧量COD和總需氧量TOD等;另一類是以碳(C)表示的指標，如總有機碳TOC。對于同一種污水來講，這幾種指標的數值一般是不同的，按數值大小的排列順序為TOD>CODCr>BOD5>TOC
 
　　過高的生化需氧量
 
　　生化需氧量全稱為生物化學需氧量，英文是Biochemical Oxygen Demand，簡寫為BOD，它表示在溫度為20℃和有氧的條件下，由于好氧微生物分解水中有機物的生物化學氧化過程中消耗的溶解氧量，也就是水中可生物降解有機物穩定化所需要的氧量，單位為mg/L。BOD不僅包括水中好氧微生物的增長繁殖或呼吸作用所消耗的氧量，還包括了硫化物、亞鐵等還原性無機物所耗用的氧量，但這一部分的所占比例通常很小。因此，BOD值越大，說明水中的有機物含量越多。
 
　　當可溶性有機物被細菌消耗時，被轉化為二氧化碳和生物絮凝物，然后從流出物中沉降。降低流出物的有機物含量和改善BOD水平，所提到的過程是一種控制BOD的流行方法，通過促進“食物”和有機物質的正確平衡來實現。這可以通過適當的曝氣方法來實現，其中空氣被引入流出物中以增加這種生物氧化的速率，這反過來又增加了可沉降固體的水平，然后可以通過以下方法從流出物中除去。過濾或澄清。
 
　　過多的總懸浮和溶解固體
 
　　根據廢水中的TSS和TDS水平以及排放標準級別的不同，實施方法將有所不同。常用的減少TSS的處理方法：凝結、絮凝、沉降、砂或碳過濾。
 
　　TDS的減少是一項更復雜的工藝。如果污染物是金屬基的，比如鈣，鎂或鐵，則可以添加澄清過程中的簡單化學添加劑以減少這些污染物。如果是鈉，氯或其他高度可溶的離子，則可能需要除鹽工藝或蒸發工藝。
 
　　更多的硝酸鹽和磷酸鹽
 
　　當沒有從廢水中去除大量的硝酸鹽或磷酸鹽，并且這些營養物質被排放到當地環境中，它們會增加BOD從而導致廣泛的雜草生長，藻類和浮游植物、導致水體脫氧，殺死生物體并可能導致缺氧。他們可以通過各種方式進入廢水流，包括人類和食物垃圾，洗滌劑和殺蟲劑。
 
　　如果污水處理系統不符合硝酸鹽和磷酸鹽排放水平，以下方法可能有用：
 
　　硝酸鹽去除：硝酸鹽可通過多種方法去除，包括離子交換，反滲透或常規生物處理和反硝化。
 
　　磷酸鹽去除：從廢水流中去除磷酸鹽的有效方法通常是凝結/化學沉淀，這取決于存在的磷酸鹽類型。
 
　　廢水含有油和油脂
 
　　油和油脂是“疏水的”，它們傾向于從水中排斥并粘附在沒有水的表面上。廢水中的大量油脂會堵塞下水道和排水管，損害人體健康和殺死水生生物外。油脂通常還會作為食品生產的副產品引入廢水中，這些污染物受到嚴格管制，不得與污水一起排放。
 
　　含有油脂的廢水需要使用氣浮機(DAF)進行處理。該裝置通過壓力將空氣溶解在水中來除去油。當氣泡漂浮到表面時，它們附著在油和油脂上，因此可以從表面頂部撇去。成功去除油和油脂的另一種方法包括某些類型的過濾器，例比如超濾或活性炭。