Het doel van rioolwaterzuivering is het verwerken van menselijk en industrieel afval, zodat het niet gevaarlijk is voor mens of milieu. Zuiveringsinstallaties gebruiken fysieke, chemische en biologische processen om vaste stoffen en opgeloste verontreinigingen te verwijderen. De behandeling van afvalwater is onderverdeeld in fasen, meestal aangeduid als voorlopige, primaire, secundaire, geavanceerde en desinfectiebehandeling. De behandelingsfasen verwijderen grovere vaste stoffen in de vroegste stadia, en gaan in de laatste stadia over op verwijdering van specifieke verontreinigingen.
Voorlopige en primaire behandeling
Tijdens de eerste behandelingsfasen worden vaste stoffen verwijderd door middel van zeven, sedimentatie en skimming. De voorbereidende fase verwijdert grove vaste stoffen, meestal door middel van zeven. Deze fase probeert ook gruis te elimineren. Tijdens de voorbereidende fase worden de afvalwaterstroom en -snelheid hoog gehouden om de bezinking van vaste stoffen te ontmoedigen. Na de Voorfase komt het afval in de Primaire fase. Tijdens de primaire fase wordt de stroming verminderd om sedimentatie aan te moedigen. Bezonken vaste stoffen worden van de bodem geschraapt en drijvend materiaal wordt afgeroomd. In dit stadium wordt een aanzienlijke hoeveelheid olie, vet en zeep verwijderd.
Secundaire behandeling
De secundaire behandeling maakt over het algemeen gebruik van aërobe biologische processen om de resterende organische stof af te breken, waaronder menselijk afval, voedsel, oliën en zeep. Bacteriën en andere micro-organismen metaboliseren organisch materiaal in het afvalmateriaal. Een deel van de resterende vaste stof wordt door micro-organismen verwerkt tot gecoaguleerde massa's, die gemakkelijker kunnen worden verwijderd. Vervolgens moeten de micro-organismen uit het effluent worden verwijderd, meestal door sedimentatie of filtratie. Hoewel de meeste vaste stoffen tijdens de secundaire behandeling worden verwijderd, kunnen sommige opgeloste voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor achterblijven.
Geavanceerde behandeling
Een geavanceerde behandeling is nodig om vaste stoffen te verwijderen die achterblijven na de standaard secundaire behandeling. Geavanceerde behandelingen kunnen bestaan als een willekeurig aantal korte stadia na secundaire behandeling, of kunnen in eerdere stadia worden opgenomen. Chemische processen worden gebruikt om fosfor en zware metalen te verwijderen. Meestal worden biologische processen gebruikt om stikstof te verwijderen. Er kunnen aanvullende stappen nodig zijn om specifieke industriële of landbouwchemicaliën uit het effluent te verwijderen. Geavanceerde behandeling kan ook een filtratiefase omvatten om alle resterende vaste stoffen te verwijderen.
desinfectie
Desinfectie is noodzakelijk om micro-organismen uit het afvalwater te verwijderen die mogelijk weer in het milieu terechtkomen. Bij desinfectiemethoden kan gebruik worden gemaakt van chloor, ozon, ultraviolet licht of andere chemische ontsmettingsmiddelen. Hoewel chlorering de meest gebruikelijke desinfectiemethode is, bevat het resulterende effluent restchloor dat bij vrijgave schadelijk kan zijn voor ecosystemen. Ozon- en ultravioletprocessen resulteren in schoner afvalwater en worden steeds vaker gebruikt in rioolwaterzuivering.