El tratamiento de aguas residuales se refiere al proceso de eliminar microorganismos y otros tipos de contaminantes de las aguas residuales. En los países más desarrollados, la mayoría de los desechos domésticos se recolectan en un sistema de alcantarillado y se envían por tuberías a una planta central de tratamiento de aguas residuales. En estas plantas, el tratamiento de aguas residuales se realiza en un proceso de varios pasos que elimina o cambia diferentes tipos de material en etapas, de modo que el producto final, o el efluente, sea seguro para regresar al medio ambiente.
Todas las residencias, negocios, hospitales y otros establecimientos que utilizan agua, producen aguas residuales en forma de aguas residuales. Las aguas residuales son el término colectivo para el agua que se drena de inodoros, lavabos, duchas y desechos industriales líquidos. Un proceso típico de tratamiento de aguas residuales implica pretratamiento, así como etapas de tratamiento primario, secundario y terciario.
El pretratamiento incluye el proceso de retirar los objetos grandes de las aguas residuales para evitar que se obstruyan o dañen los equipos durante el proceso de tratamiento. Los artículos como palos, trapos, productos de higiene femenina e incluso frutas, se eliminan mediante un proceso de cribado mecánico y luego generalmente se incineran o se envían a un vertedero. Se permite que la arena y las rocas, denominadas colectivamente arenilla, se asienten en un tanque de almacenamiento, donde se barren en un dispositivo que las recolecta, después de lo cual también se envían a un vertedero.
El tratamiento primario opera con el mismo principio que los procesos de pretratamiento y detección. Su objetivo principal es permitir que las partículas se depositen en los tanques de retención, en un «lodo» que se recolecta y procesa en otro lugar. La grasa y los aceites también se separan en esta etapa, ya que son más livianos que el agua y flotarán hacia la parte superior para ser desnatados. Esto permite tratar las aguas residuales posteriores a esta etapa en su conjunto, ya que son más homogéneas.
El propósito del tratamiento secundario de aguas residuales es descomponer la materia biológica que está presente en las aguas residuales de fuentes como los desechos humanos y los detergentes. Esto se logra mediante diversas técnicas relacionadas, todas las cuales utilizan bacterias y otros microorganismos útiles para descomponer los contaminantes biológicos disueltos. Estos organismos también ayudan a otros compuestos y materiales a precipitarse de las aguas residuales.
Para mejorar aún más la calidad del efluente antes de su descarga, muchas plantas de tratamiento emplean un tratamiento terciario. La filtración adicional y la eliminación de nitrógeno y fósforo constituyen este paso. El tratamiento terciario a menudo incluye la desinfección, especialmente en los países desarrollados. Esto generalmente se logra mediante cloración o tratando el agua con ozono o luz ultravioleta, todo lo cual tiene el efecto de eliminar las bacterias dañinas y otros organismos antes de que el agua regrese al medio ambiente a través de un río, océano u otra avenida.