To tak zwany pierwszy stopień oczyszczania. Procesy te mają na celu usunięcie ze ścieków ciał stałych pływających i grubych zawiesin mineralnych oraz organicznych. Polegają na rozdrabnianiu, cedzeniu, sedymentacji, flotacji, odwirowaniu. Metody mechaniczne mogą zapewnić redukcję zawiesin w granicach 60-70%, BZT5 do 20%.
Urządzenia wykorzystywane w mechanicznym oczyszczaniu ścieków:
- kraty,
- sita,
- piaskowniki,
- osadniki,
- flotatory.
W większości oczyszczalni ścieków proces mechanicznego oczyszczania nie może występować samodzielnie z uwagi na niewystarczający stopień podczyszczania ścieków. Wyjątek stanowią tutaj podczyszczalnie ścieków przemysłowych.