用经过处理的城镇生活污水和工业废水进行灌溉。引污水灌溉农田是使农业增产的有效方法之一，既为农业生产扩充了水肥资源，弥补水资源不足，又为污水的排放广开了门路。据1982年统计，中国的污灌面积已超过2000万亩。

在引污灌田的过程中，土壤生物和植物根系的作用，对污水中某些污染物质具有很强的净化能力。据测定：污水灌溉后的污水能消除90～95%的生化需氧量和化学需氧量，85～90%的悬浮物，85%的氨氮，98%的磷，78%的钾，95～98%的细菌，能使酚氰的净化率达98%左右。含20ppm三氯乙醛〔CCl₃CHO〕的污水灌溉稻田，5天后即全部降解。通常1千吨污水中含氮48～80千克，磷7～15千克，钾18～30千克；此外，还含有钙、镁、铁、锰、铜、锌、钼等多种微量元素及丰富的有机质。污水灌溉为污水净化提供了天然廉价的沉淀、过滤、曝气、分解等一系列物理化学和生物化学的处理设施。

污水灌溉的净化效果是在土壤和生长在土壤中的植物共同作用下完成的。土壤是多孔多相的自然体系，含有多种无机和有机的复杂物质，生长着种类繁多的植物、动物和微生物。当污水进入土体后，发生一系列的物理化学和生物化学等变化，使一些有毒物质失去原有的活性或被降解，如环状有机物因其芳香环被破坏而降解，氰化物转化为对植物无毒的丝氨酸等，使有毒物质的毒性为之消失。

污水往往是毒、害、肥兼有，因此，污水灌溉与普通水灌溉有所区别。污水灌溉更强调根据水质、土壤、作物、气候和地下水埋深等因素的不同而区别对待。要在保护环境和维持生态平衡的前提下，作好全面规划，建立完整的田间灌排工程、平整土地、加强管理、提高灌水技术、合理制定并严格掌握灌水定额。在进行农作物的灌溉时，要掌握大苗多灌、小苗少灌、生长后期少灌或不灌的原则。对于含氮量高的污水，宜稀释后再灌或实行清、污轮灌，以免引起后期贪青倒伏和残毒积累。污灌作物以大田作物为宜，一般蔬菜以不灌或少灌为好，生吃瓜果和块根作物不宜污灌。夏季气温高易伤苗，宜早晚灌，渗漏性大的沙土区、地下水埋深较浅的地段和离水源较近的地方，不宜污灌，以免造成地下水的污染。含有有害重金属和生物难以降解的有毒有机物的污水，在未经回收、处理，或虽经回收、处理未达到国家颁布的农田灌溉水质标准之前，不要引入农田，以免污染农田导致作物的产量和品质下降或含有毒物质、土壤理化性状恶化、次生盐碱化发生，传染病和寄生虫病蔓延等严重后果。

污水灌溉的工程设施，因污水水质不同而异。一般生活污水，有毒有害物质甚少，处理比较简单，经过沉淀（除去悬浮物、渣滓）、拦截（去除油脂、漂浮物）、稀释（掺清水）之后，即可用于灌溉；而工业废水（包括生活污水与工业废水的混合水）则因其成分复杂多样，往往含有较多的有毒有害物质，需要经过较复杂的处理，才能达到《农田灌溉水质标准》。其处理的程序和工程设施如图所示：

污水处理程序示意图

沉淀池主要沉淀污泥、细菌等微小物质；生物滤池是利用需氧微生物对污水进行生物氧化处理的设施；曝气池为吹入空气或进行机械搅拌使空气中的氧气溶解于污水中的设施；有毒有害物质处理装置是回收与处理有害重金属和有毒有机物的专门装置。

世界上利用污水灌溉的面积较大，发展较快，对污水的处理要求十分严格。污水灌溉工程与一般灌溉工程相比较，造价较大，管理费用也较高。