Η τριτοβάθμια επεξεργασία είναι μέρος της διαδικασίας επεξεργασίας στην οποία πρέπει να περάσουν τα λύματα προτού απορριφθούν στο περιβάλλον. Η διαδικασία περιλαμβάνει τέσσερα ή πέντε στάδια. Πρόκειται για προκαταρκτική, πρωτογενή, δευτερογενή και τριτοβάθμια επεξεργασία λυμάτων. μερικές φορές, αυτό ακολουθείται από ένα επιπλέον βήμα. Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι τριτοβάθμιας επεξεργασίας, οι οποίοι περιλαμβάνουν τη βελτίωση της ποιότητας των αποβλήτων για τη μείωση των επιπτώσεών τους στο περιβάλλον στο οποίο απελευθερώνονται.
Η εκτεταμένη επεξεργασία των λυμάτων είναι απαραίτητη λόγω του τεράστιου αριθμού διαφορετικών ρύπων που μπορεί να υπάρχουν στα λύματα. Τα λύματα παράγονται από κατοικίες, επιχειρήσεις και δημόσια κτίρια, όπως σχολεία και νοσοκομεία, και σε ορισμένες περιοχές, από βιομηχανικές εγκαταστάσεις επίσης. Τα λύματα περιέχουν ρύπους από όλες αυτές τις τοποθεσίες, καθώς και περιβαλλοντικά απόβλητα από το έδαφος, το νερό της βροχής, τα ζωικά απόβλητα και άλλα απόβλητα που εισέρχονται στα συστήματα όμβριων υδάτων.
Η διαδικασία επεξεργασίας των λυμάτων είναι χρονοβόρα. Η φάση προκαταρκτικής επεξεργασίας περιλαμβάνει την αφαίρεση μεγάλων κομματιών υπολειμμάτων μέσω φιλτραρίσματος. Στην πρωτογενή επεξεργασία, το νερό διοχετεύεται σε μεγάλες δεξαμενές και αφήνεται να κατακαθίσει για να αφαιρεθούν τα σωματιδιακά στερεά. Η δευτερογενής επεξεργασία χρησιμοποιεί μικροοργανισμούς για την απομάκρυνση περισσότερων μολυσματικών στερεών. Στη συνέχεια, τα λύματα περνούν από τριτοβάθμια επεξεργασία και, τέλος, μπορεί να περάσουν από μια δεύτερη διαδικασία καθίζησης για την απομάκρυνση τυχόν υπολειπόμενων σωματιδίων.
Η τριτοβάθμια επεξεργασία, που αναφέρεται επίσης ως στίλβωση λυμάτων, πραγματοποιείται για τη βελτίωση της ποιότητας του νερού. Οι περισσότερες εγκαταστάσεις λυμάτων χρησιμοποιούν τουλάχιστον μία τριτοβάθμια διεργασία επεξεργασίας νερού και ορισμένες χρησιμοποιούν δύο ή περισσότερες για την απολύμανση των λυμάτων. Οι τριτογενείς διεργασίες περιλαμβάνουν διήθηση, λιμνοθάλασσα, αφαίρεση θρεπτικών ουσιών και απολύμανση.
Το φιλτράρισμα είναι μια κοινή μέθοδος τριτογενούς επεξεργασίας, με άμμο ή ενεργό άνθρακα που χρησιμοποιείται για το φιλτράρισμα των λυμάτων. Το νερό περνά μέσα από ένα στρώμα άμμου ή κάρβουνου, επιτρέποντας στα σωματίδια του νερού να προσκολληθούν στο μέσο φίλτρου, αφαιρώντας το από το νερό. Η λιμνοθάλασσα είναι μια μέθοδος κατά την οποία το νερό αποθηκεύεται για κάποιο χρονικό διάστημα σε ανθρωπογενείς λίμνες. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, τα φυτά και τα ασπόνδυλα ζώα που ζουν στο νερό βελτιώνουν την ποιότητα του νερού με την κατάποση των υπολειπόμενων σωματιδίων.
Σε ορισμένες τοποθεσίες, τα υψηλά επίπεδα θρεπτικών συστατικών όπως ο φώσφορος και το άζωτο πρέπει να αφαιρεθούν από τα λύματα προτού απελευθερωθούν στο περιβάλλον. Αυτό είναι σημαντικό γιατί εάν αυτά τα θρεπτικά συστατικά δεν αφαιρεθούν από το νερό, μπορούν να προκαλέσουν μεγάλης κλίμακας ανάπτυξη φυκιών, προκαλώντας ανισορροπία του οικοσυστήματος. Η απομάκρυνση των θρεπτικών συστατικών πραγματοποιείται από βακτήρια που υπάρχουν στα λύματα, τα οποία μετατρέπουν τα θρεπτικά συστατικά σε μορφές που μπορούν να αφαιρεθούν από το νερό.
Η τελική τριτογενής διαδικασία που πρέπει να πραγματοποιηθεί είναι η απολύμανση, η οποία συνήθως πραγματοποιείται με την προσθήκη χλωρίου στα λύματα. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται για να σκοτώσει τους μικροοργανισμούς που υπάρχουν στο νερό, για να μειώσει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των αποβλήτων. Η χλωρίωση του νερού είναι μια από τις πιο κοινές μορφές απολύμανσης, καθώς είναι μια φθηνή και σχετικά απλή διαδικασία.