Mustan veden käsittelymenetelmissä käsitellään fysikaalisia, biologisia ja kemiallisia menetelmiä kiinteän ja nestemäisen orgaanisen ja epäorgaanisen jätteen, joka tunnetaan yleisesti nimellä jätevesi, käsittelyssä, jonka ihmiset tuottavat kehon erittymisen ja kotitaloustoiminnan sekä maatalouden, teollisuuden ja kaupallisen toiminnan kautta. Tavoitteena on poistaa kiinteät aineet, hajottaa orgaaniset yhdisteet, poistaa tauteja aiheuttavat mikro -organismit, poistaa haitalliset kemialliset aineet ja estää tai poistaa loukkaavat ja haitalliset hajut ja maaperän värjäytyminen. Eri tyyppisiin mustan veden käsittelyyn kuuluvat septiset säiliöt, jätealtaat, maaperän viemärikentät, kemikaalit, biogeraattorit, kompostointikäymälät ja mustan veden kierrätysjärjestelmät.
Se, kuinka tehokas musta tai harmaa vedenkäsittelymenetelmä on jätevirran biologisen osan käsittelyssä, on ehkä tärkein tekijä, kun tarkastellaan erilaisia vedenkäsittelytapoja. Tämä osa sisältää bakteereja, viruksia ja alkueläimiä, jotka aiheuttavat ihmisten sairauksia. Musta vesi voi myös sisältää haitallisia epäorgaanisia kemiallisia elementtejä, kuten typpeä ja fosforia, joita esiintyy yleisesti lannoitteissa, sekä mahdollisesti myrkyllisiä raskasmetalleja, kuten kadmiumia ja elohopeaa.
Septiset säiliöt ja maaperän tyhjennyspellot ovat olleet ja ovat edelleen yleisin mustan vedenkäsittelyjärjestelmän tyyppi Yhdysvalloissa koteille ja pienille kotiryhmille, jotka eivät ole yhteydessä keskitettyyn, yleensä yhdyskunta-, jätevesi- tai jätevedenkäsittelyjärjestelmä. He käyttävät tyypillisesti fysikaalisia ja biologisia keinoja mustan veden käsittelyyn. Ensimmäisiin kuuluu perkolaatio ja suodatus – soran, hiekan ja aktiivihiilen läpi. Jälkimmäiset hyödyntävät luonnossa esiintyvien bakteerien anaerobista ja aerobista hajotusta vedenkäsittelyyn.
Mustan veden käsittelyyn voi myös kuulua kemikaalien, kuten kloorin, lisäämistä mustan veden desinfioimiseksi. Lisäksi voidaan lisätä kemikaaleja, jotka aiheuttavat reaktioita, jotka johtavat haitallisten orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden poistamiseen. Käsittelyn laatuasteikon vastakkaisessa päässä on jätealtaita tai kaivokaivoja, joita on pitkään käytetty usein halvemmana vaihtoehtona, koska ne ovat suljettuja säiliöitä, jotka on suunniteltu yksinkertaisesti pitämään jätevettä, kunnes se pumpataan ulos ja kuljetetaan muualle käsittelyyn.
Käytetään myös vaihtoehtoja, jotka pyrkivät jäljittelemään luonnon tapaa käsitellä mustaa vettä, koska niiden katsotaan olevan vähemmän ekologisesti haitallisia. Näitä ovat biodigesterit, ihmisen tekemät kosteikot ja ruoko, kompostointikäymälät ja mustan veden kierrätysjärjestelmät. Biodigesterit pyrkivät yleensä käyttämään tehokkaammin anaerobista ja aerobista hajotusta mustan veden käsittelyyn. Kasveja, jotka imevät typpeä, fosforia ja jopa metalleja, voidaan istuttaa ihmisen tekemään kosteikkoon tai ruokoon.
Mustan veden kierrätysjärjestelmät muodostavat toisen luokan mustan veden käsittelyjärjestelmiä. Yleensä näissä käytetään myös tyypillisesti erityyppisiä fysikaalisia, biologisia ja kemiallisia menetelmiä mustan veden käsittelyyn. Ero tämän ja muun käsittelyn välillä on se, että käsitelty vesi kierrätetään sitten takaisin mustavesijärjestelmään sen sijaan, että se poistettaisiin.