Tujuan pengolahan limbah adalah untuk mengolah limbah manusia dan industri sehingga tidak berbahaya bagi manusia atau lingkungan. Instalasi pengolahan menggunakan proses fisik, kimia dan biologi untuk menghilangkan padatan dan kontaminan terlarut. Pengolahan air limbah dibagi menjadi beberapa tahapan, umumnya disebut sebagai Preliminary, Primary, Secondary, Advanced dan Disinfeksi treatment. Tahap pengobatan menghilangkan padatan kasar pada tahap awal, maju menuju penghapusan kontaminan zat terlarut tertentu pada tahap terakhir.
Perawatan Awal dan Primer
Selama tahap perawatan pertama, padatan dihilangkan melalui penyaringan, sedimentasi dan skimming. Tahap Preliminary menghilangkan padatan kasar, umumnya melalui penyaringan. Tahap ini juga mencoba untuk menghilangkan grit. Selama tahap Preliminary, aliran dan kecepatan limbah dijaga tetap tinggi untuk mencegah pengendapan padatan. Setelah tahap Preliminary, sampah masuk ke tahap Primer. Selama tahap Primer, aliran dikurangi untuk mendorong sedimentasi. Padatan yang mengendap dikikis dari bawah, dan bahan terapung disaring. Sejumlah besar minyak, lemak dan sabun dihilangkan pada tahap ini.
Perawatan Sekunder
Pengolahan Sekunder umumnya menggunakan proses biologis aerobik untuk mendegradasi bahan organik yang tersisa, termasuk kotoran manusia, makanan, minyak dan sabun. Bakteri dan mikroorganisme lainnya memetabolisme bahan organik dalam bahan limbah. Beberapa bahan padat yang tersisa diproses oleh mikroorganisme untuk membentuk massa yang terkoagulasi, yang dapat dihilangkan dengan lebih mudah. Selanjutnya mikroorganisme harus dihilangkan dari limbah, umumnya melalui sedimentasi atau filtrasi. Meskipun sebagian besar padatan dihilangkan selama pengolahan Sekunder, beberapa nutrisi terlarut seperti nitrogen dan fosfor mungkin tetap ada.
Perawatan Lanjutan
Perawatan lanjutan diperlukan untuk menghilangkan padatan yang tersisa setelah perawatan Sekunder standar. Perawatan lanjutan dapat berupa sejumlah tahap singkat setelah perawatan sekunder, atau dapat dimasukkan ke dalam tahap sebelumnya. Proses kimia digunakan untuk menghilangkan fosfor dan logam berat. Proses biologis biasanya digunakan untuk menghilangkan nitrogen. Langkah-langkah tambahan mungkin diperlukan untuk menghilangkan bahan kimia industri atau pertanian tertentu dari limbah. Perawatan lanjutan juga dapat mencakup tahap penyaringan untuk menghilangkan padatan yang tersisa.
Disinfeksi
Desinfeksi diperlukan untuk menghilangkan mikroorganisme dari limbah yang dapat dilepaskan kembali ke lingkungan. Metode desinfeksi dapat menggunakan klorin, ozon, sinar ultraviolet atau desinfektan kimia lainnya. Meskipun klorinasi adalah metode desinfeksi yang paling umum, limbah yang dihasilkan mengandung sisa klorin yang dapat merusak ekosistem saat dilepaskan. Proses ozon dan ultraviolet menghasilkan limbah yang lebih bersih, dan semakin banyak digunakan dalam pengolahan limbah.