Hầu như tất cả các công đoạn của quá trình nhuộm và hoàn tất đều phát sinh nước thải, thành phần nước thải thường không ổn định, thay đổi theo loại thiết bị nhuộm, nguyên liệu nhuộm, khi sử dụng các loại thuốc nhuộm khác nhau có bản chất và màu sắc khác nhau. Nước thải nhuộm thường có độ nhiệt độ, độ màu và COD cao. Nước thải phát sinh từ nhà máy dệt nhuộm thường khó xử lý do cấu tạo phức tạp của thuốc nhuộm cũng như nhiều loại thuốc nhuộm và trợ nhuộm được sử dụng trong quá trình nhuộm và hoàn tất. Thành phần nước thải dệt nhuộm được trình bày trong Bảng 2.

Xu ly nuoc thải dệt nhuộm bao gồm nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp đạt một hiệu quả nhất định đối với một vài chất ô nhiễm tương ứng. Công nghệ xử lý nước thải được áp dụng nhằm loại bỏ các thành phần như nhiệt độ, độ màu, chất rắn lơ lửng (SS), COD, BOD5 và kim loại nặng.
Nước thải dệt nhuộm thường có nhiệt độ cao vì thế trong hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm tháp giải nhiệt hoặc giàn làm mát được sử dụng như là công trình đơn vị đầu tiên củạ hệ thống xử lý để giảm nhiệt độ của nước thải trước khi qua các công đoạn tiếp theo của hệ thống xử lý. Đối với nguồn nguyên liệu thô được sử dụng trong quá trình sản xuất là polyester và hỗn hợp cotton/polyester quá trình keo tụ/tạo bông thường được áp dụng trước công đoạn sinh học. Quá trình này được thiết kế để loại bỏ SS, độ màu, một phần chất hữu cơ hoà tan, và kim loại nặng. Quá trình sinh học tiếp theo bao gồm kỵ khí kết hợp hiếu khí hay hiếu khí cho hiệu quả cao đối với xử lý nước thải dệt may. Xử lý sinh học kỵ khí với UASB hay EGSB được áp dụng và quá trình sinh học hiếu khí được áp dụng là bùn hoạt tính lơ lửng, bùn hoạt tính với vật liệu dính bám. Quá trình sinh học nhằm loại bỏ những thành phần ô nhiễm trong nước thải dệt may, như là độ màu và BOD5. Công đoạn xử lý bậc ba được áp dụng bao gồm: (1) keo tụ/tạo bông và khử trùng; (2) lọc (lọc cát và than hoạt tính) và khử trùng; (3) oxy hoá nâng cao (ozone hay Fenton) và hiệu chỉnh pH về trung tính. Quá trình xử lý bậc 3 được áp dụng để xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải hay tái sử dụng. Đối với nguồn nguyên liệu là cotton, công nghệ xử lý ngược lại với nguyên liệu là polyester và hỗn hợp cotton/polyester là quá trình sinh học trước quá trình hoá lý. Công đoạn xử lý bậc ba tương tự như trên với áp dụng quá trình (1) lọc (lọc cát và than hoạt tính) và khử trùng; (2) oxy hoá nâng cao (ozone hay Fenton) và hiệu chỉnh pH về trung tính. Những doanh nghiệp dệt may (quy mô nhỏ) nằm trong khu công nghiệp (đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung), nước thải thường phải được xử lý đạt tiêu chuẩn của KCN trước khi thải vào hệ thống thoát nước của KCN (tiêu chuẩn này thường tương ứng với TCVN 5945: 2005, cột C) quá trình keo tụ/tạo bông kết hợp sinh học hay ngược lại để loại bỏ hàm lượng chất rắn lơ lửng, một phần chất hữu cơ và độ màu của nước thải.

Bùn phát sinh từ quá trình keo tụ/tạo bông và phần bùn dư từ bể hiếu khí được lưu giữ trong bể chứa bùn và bùn được giảm thể tích với áp dụng máy ép bùn hay lọc để tách nước và giao cho công ty có chức năng xử lý. Lựa chọn của công nghệ xử lý phù hợp phụ thuộc vào nguyên liệu thô sử dụng trong quá trình dệt nhuộm, thành phần đầu vào, quy chuẩn xả thải, chí phí đầu tư, vận hành và diện tích đất cần sử dụng.