Oczyszczanie ścieków odnosi się do procesu usuwania drobnoustrojów i innych rodzajów zanieczyszczeń ze ścieków. W krajach bardziej rozwiniętych większość odpadów domowych jest zbierana w systemie kanalizacyjnym i przesyłana rurociągami do centralnej oczyszczalni ścieków. W tych zakładach oczyszczanie ścieków odbywa się w wieloetapowym procesie, w którym etapami usuwa się lub zmienia różne rodzaje materiałów, dzięki czemu produkt końcowy lub ścieki mogą bezpiecznie powrócić do środowiska.
Wszystkie rezydencje, firmy, szpitale i inne placówki korzystające z wody wytwarzają ścieki w postaci ścieków. Ścieki to zbiorcze określenie wody, która spływa z toalet, zlewów, pryszniców i płynnych odpadów przemysłowych. Typowy proces oczyszczania ścieków obejmuje podczyszczanie wstępne oraz etapy oczyszczania pierwszego, drugiego i trzeciego stopnia.
Oczyszczanie wstępne obejmuje proces usuwania dużych obiektów ze ścieków, aby uniknąć zatykania lub uszkodzenia sprzętu w dalszym procesie oczyszczania. Przedmioty takie jak patyczki, szmaty, produkty higieny dla kobiet, a nawet owoce, są usuwane w procesie mechanicznego przesiewania, a następnie zwykle spalane lub wysyłane na wysypisko śmieci. Piasek i skały, łącznie określane jako grys, mogą osadzać się w zbiorniku, gdzie są zamiatane do urządzenia, które je zbiera, po czym są również wysyłane na wysypisko śmieci.
Oczyszczanie pierwotne działa na podobnej zasadzie, jak obróbka wstępna i procesy przesiewowe. Jego głównym celem jest umożliwienie osadzania się cząstek w zbiornikach do przechowywania w „szlam”, który jest zbierany i przetwarzany w innym miejscu. Tłuszcz i oleje również są oddzielane na tym etapie, ponieważ są lżejsze od wody i unoszą się do góry, aby je zgarnąć. Dzięki temu ścieki po tym etapie mogą być traktowane jako całość, ponieważ są bardziej jednorodne.
Celem wtórnego oczyszczania ścieków jest rozkład materii biologicznej zawartej w ściekach ze źródeł takich jak odchody ludzkie i detergenty. Odbywa się to za pomocą różnych powiązanych technik, z których wszystkie wykorzystują bakterie i inne pomocne mikroorganizmy do rozkładania rozpuszczonych zanieczyszczeń biologicznych. Organizmy te pomagają również innym związkom i materiałom wytrącać się ze ścieków.
Aby jeszcze bardziej podnieść jakość ścieków przed ich odprowadzeniem, wiele oczyszczalni stosuje oczyszczanie trzeciego stopnia. Etapem tym jest dalsza filtracja i usuwanie azotu i fosforu. Trzeciorzędowe leczenie często obejmuje dezynfekcję, zwłaszcza w krajach rozwiniętych. Zwykle osiąga się to poprzez chlorowanie lub obróbkę wody ozonem lub światłem ultrafioletowym, z których wszystkie mają wpływ na eliminację szkodliwych bakterii i innych organizmów, zanim woda zostanie zwrócona do środowiska rzeką, oceanem lub inną drogą.