Η επεξεργασία λυμάτων αναφέρεται στη διαδικασία απομάκρυνσης μικροοργανισμών και άλλων τύπων ρύπων από τα λύματα. Σε πιο ανεπτυγμένες χώρες, τα περισσότερα οικιακά απόβλητα συλλέγονται σε ένα σύστημα αποχέτευσης και αποστέλλονται μέσω αγωγών σε μια κεντρική μονάδα επεξεργασίας λυμάτων. Σε αυτές τις εγκαταστάσεις, η επεξεργασία των λυμάτων γίνεται σε μια διαδικασία πολλαπλών σταδίων που αφαιρεί ή αλλάζει διαφορετικούς τύπους υλικών σταδιακά, έτσι ώστε το τελικό προϊόν ή τα λύματα να είναι ασφαλή να επιστρέψουν στο περιβάλλον.
Όλες οι κατοικίες, οι επιχειρήσεις, τα νοσοκομεία και άλλες εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν νερό, παράγουν λύματα με τη μορφή λυμάτων. Τα λύματα είναι ο συλλογικός όρος για το νερό που αποστραγγίζεται από τουαλέτες, νεροχύτες, ντους και υγρά βιομηχανικά απόβλητα. Μια τυπική διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων περιλαμβάνει προεπεξεργασία, καθώς και στάδια πρωτοβάθμιας, δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας επεξεργασίας.
Η προεπεξεργασία περιλαμβάνει τη διαδικασία αφαίρεσης μεγάλων αντικειμένων από τα λύματα για να αποφευχθεί η απόφραξη ή η καταστροφή του εξοπλισμού περαιτέρω κατά τη διαδικασία επεξεργασίας. Αντικείμενα όπως μπαστούνια, κουρέλια, προϊόντα γυναικείας υγιεινής, ακόμη και φρούτα, αφαιρούνται με μια διαδικασία μηχανικού ελέγχου και στη συνέχεια συνήθως αποτεφρώνονται ή αποστέλλονται σε χώρο υγειονομικής ταφής. Η άμμος και οι βράχοι, που συλλογικά αναφέρονται ως άμμος, επιτρέπεται να καθιζάνουν σε μια δεξαμενή συγκράτησης, όπου παρασύρονται σε μια συσκευή που τα συλλέγει και μετά αποστέλλονται επίσης σε χωματερή.
Η πρωτογενής θεραπεία λειτουργεί σχεδόν με την ίδια αρχή με τις διαδικασίες προεπεξεργασίας και διαλογής. Ο κύριος σκοπός του είναι να επιτρέπει στα σωματίδια να καθιζάνουν σε δεξαμενές συγκράτησης, σε μια «λάσπη» η οποία συλλέγεται και επεξεργάζεται αλλού. Το λίπος και τα λάδια διαχωρίζονται επίσης σε αυτό το στάδιο, καθώς είναι ελαφρύτερα από το νερό και θα επιπλέουν στην κορυφή για να αφαιρεθούν. Αυτό επιτρέπει στα λύματα μετά από αυτό το στάδιο να αντιμετωπιστούν συνολικά, αφού είναι πιο ομοιογενή.
Ο σκοπός της δευτερογενούς επεξεργασίας λυμάτων είναι η διάσπαση της βιολογικής ύλης που υπάρχει στα λύματα από πηγές όπως τα ανθρώπινα απόβλητα και τα απορρυπαντικά. Αυτό επιτυγχάνεται με διεξοδικές διάφορες σχετικές τεχνικές, οι οποίες χρησιμοποιούν βακτήρια και άλλους βοηθητικούς μικροοργανισμούς για τη διάσπαση των διαλυμένων βιολογικών ρύπων. Αυτοί οι οργανισμοί βοηθούν επίσης άλλες ενώσεις και υλικά να καθιζάνουν έξω από τα λύματα.
Για να βελτιωθεί περαιτέρω η ποιότητα των λυμάτων πριν από την απόρριψή τους, πολλές μονάδες επεξεργασίας χρησιμοποιούν τριτοβάθμια επεξεργασία. Περαιτέρω διήθηση και απομάκρυνση αζώτου και φωσφόρου αποτελούν αυτό το βήμα. Η τριτοβάθμια θεραπεία συχνά περιλαμβάνει απολύμανση, ειδικά στις ανεπτυγμένες χώρες. Αυτό συνήθως επιτυγχάνεται είτε μέσω χλωρίωσης είτε με επεξεργασία του νερού με όζον ή υπεριώδες φως, τα οποία έχουν ως αποτέλεσμα την εξάλειψη των επιβλαβών βακτηρίων και άλλων οργανισμών πριν το νερό επιστρέψει στο περιβάλλον μέσω ενός ποταμού, ωκεανού ή άλλης λεωφόρου.