Bis Anfang der 90-er Jahre hinein besaßen die Ortsteile Pulheims eigene Kläranlagen. Mit der Fertigstellung der Zentralkläranlage (ZKA) Pulheim wurden die örtlichen Kläranlagen aufgegeben. An ihrer Stelle wurden Regenüberlaufbecken gebaut.
Die klärpflichtigen Wassermengen der Ortsteile werden von den Bauwerken aus, teils im Freigefälle (Pulheim, Brauweiler und Dansweiler) und teils über Druckleitungen (Stommeln, Sinnersdorf, Stommelerbusch, Sinthern und Geyen), zur ZKA Pulheim geleitet.
Die Abwassereinigung erfolgt auf einer Kläranlage mit einer Ausbaugröße von 80.000 E.
Auf der Kläranlage Pulheim wird das Abwasser zuerst in einer mechanischen Stufe gereinigt. Die mechanische Reinigungsstufe besteht aus drei Rechen, zwei Sandfängen mit einem Gesamtvolumen von 622 m³ und aus zwei Vorklärbecken mit je 1.000 m³ Volumen. Anschließend erfolgt eine vollbiologische Reinigung des Abwassers in zwei Becken mit einer Gesamtgröße von 11.270 m³.
Weiterhin wird eine chemische Reinigung durch die Zugabe eines Eisensalzes erreicht.
Für die Trennung des Belebtschlammes vom gereinigten Abwasser sind drei Nachklärbecken mit einem Gesamtvolumen von 7.600 m³ eingesetzt.
In den nachfolgenden Schönungsteichen mit einem Fassungsvermögen von 35.000 m³ kann das gereinigte Abwasser bei Bedarf mehrere Tage lang gespeichert werden.
Die Kläranlage Pulheim behandelt pro Jahr rund 4 Mio. m³ Abwasser. Das in einem Faulturm gewonnene Klärgas wird in einem Blockheizkraftwerk verstromt.