Metody oczyszczania ścieków czarnych wykorzystują fizyczne, biologiczne i chemiczne metody oczyszczania stałych i płynnych odpadów organicznych i nieorganicznych, powszechnie znanych jako ścieki, wytwarzanych przez ludzi w wyniku wydalania z organizmu i działalności domowej, a także rolniczej, przemysłowej i handlowej. Celem jest usuwanie ciał stałych, rozkładanie związków organicznych, eliminacja mikroorganizmów wywołujących choroby, usuwanie szkodliwych substancji chemicznych oraz zapobieganie lub eliminowanie nieprzyjemnych i szkodliwych zapachów i przebarwień gleby. Różne rodzaje uzdatniania czarnej wody obejmują szamba, baseny gnilne, pola odwadniające glebę, chemikalia, biofermenty, toalety kompostujące i systemy recyklingu czarnej wody.
To, jak skuteczna jest metoda uzdatniania wody czarnej lub szarej w oczyszczaniu biologicznej części strumienia ścieków, jest prawdopodobnie najważniejszym czynnikiem przy rozważaniu różnych rodzajów uzdatniania wody. Ta porcja zawiera bakterie, wirusy i pierwotniaki wywołujące choroby u ludzi. Czarna woda może również zawierać szkodliwe nieorganiczne pierwiastki chemiczne, takie jak azot i fosfor, które powszechnie występują w nawozach, a także potencjalnie toksyczne metale ciężkie, takie jak kadm i rtęć.
Szamba i pola drenażu gleby były i nadal są najczęstszym rodzajem systemu oczyszczania ścieków na miejscu w Stanach Zjednoczonych w domach i małych grupach domów, które nie są podłączone do scentralizowanej, zwykle miejskiej, kanalizacji ściekowej lub system oczyszczania ścieków. Do uzdatniania czarnej wody zwykle używają fizycznych i biologicznych środków. Te pierwsze obejmują perkolację i filtrację — przez żwir, piasek i węgiel aktywny. Te ostatnie wykorzystują fermentację beztlenową i tlenową przez naturalnie występujące bakterie do uzdatniania wody.
Oczyszczanie czarnej wody może również obejmować dodanie chemikaliów, takich jak chlor, w celu dezynfekcji czarnej wody. Ponadto można dodawać chemikalia wywołujące reakcje, w wyniku których usuwane są szkodliwe substancje organiczne i nieorganiczne. Na przeciwległym krańcu skali jakości oczyszczania, od dawna używa się zbiorników gnojowych lub studzienek ściekowych jako często tańszą alternatywę, ponieważ są to szczelne zbiorniki zaprojektowane po prostu do przechowywania ścieków, dopóki nie zostaną wypompowane i przetransportowane w inne miejsce w celu oczyszczenia.
Stosowane są również alternatywy, które dążą do naśladowania naturalnego sposobu oczyszczania czarnej wody, ponieważ są uważane za mniej szkodliwe ekologicznie. Należą do nich biofermenty, sztuczne mokradła i zarośla trzcinowe, toalety kompostujące i systemy recyklingu czarnej wody. Biofermentery zazwyczaj dążą do bardziej wydajnego i efektywnego wykorzystania fermentacji beztlenowej i tlenowej do oczyszczania czarnej wody. Rośliny, które pochłaniają azot, fosfor, a nawet metale, mogą być sadzone na sztucznym mokradle lub trzcinowisku.
Inną kategorię systemów uzdatniania czarnej wody stanowią systemy recyklingu czarnej wody. Ogólnie rzecz biorąc, te również zazwyczaj wykorzystują różne rodzaje fizycznych, biologicznych i chemicznych metod uzdatniania czarnej wody. Różnica między tym a innymi rodzajami uzdatniania polega na tym, że uzdatniona woda jest następnie zawracana z powrotem do obiegu systemu czarnej wody, a nie odprowadzana.