As operações de separação de fases destinam-se a concentrar os constituintes que têm características semelhantes para removê-los do meio líquido e facilitar as etapas subsequentes.

A desinfecção por agentes químicos é uma das etapas dos processos químicos, em que ocorre a ativação de organismos patogênicos, para que, em seguida, possam ser eliminados das estações de tratamento de esgoto.

A sedimentação é uma das operações de separação de fases, sendo sua característica a utilização de um meio poroso para retenção de sólidos.

A etapa de precipitação química integra os processos químicos e permite que se transforme precipitados em compostos dissolvidos, que podem ser separados em um flotador.

A operação de gradeamento integra as operações de separação de fases, sendo ele responsável pela separação dos sólidos em suspensão, presentes na fase líquida, concentrando-os na forma de lodo.