El tratamiento de aguas residuales es un proceso de purificación de agua que sirve para alcanzar los requisitos de calidad del agua reciclada. Los sistemas de tratamiento de aguas residuales se utilizan en diferentes ámbitos, tales como la construcción, agricultura, transporte, energía, productos petroquímicos, protección del medio ambiente, medicina y alimentación.

Según el tipo de agua residual, el tratamiento de agua se clasifica en: tratamiento de aguas residuales industriales y tratamiento de aguas residuales urbanas. El primer tipo abarca el ámbito industrial, agrícola y médico. El segundo tipo sirve para tratar mezclas complejas de diferentes compuestos orgánicos e inorgánicos, tales como sólidos en suspensión, difusatos gelatinosos y coloidales y soluciones puras.

La contaminación se debe a causas naturales o artificiales. La contaminación más peligrosa es aquella provocada por el hombre y se puede clasificar en: contaminación química, contaminación física y contaminación biológica. Los contaminantes principales son: aguas residuales industriales no tratadas; aguas residuales no tratadas; fertilizantes, pesticidas y herbicidas de granjas; residuos industriales y basura apelotonada en los márgenes de ríos; erosión del suelo; y aguas residuales de minas.

Métodos de tratamiento
El tratamiento de aguas residuales se puede llevar a cabo a través de métodos físicos, biológicos o químicos:
1. Métodos físicos: Este método consiste en separar las sustancias no solubles en agua sin cambiar las propiedades químicas durante el proceso. Los métodos más utilizados son la separación por gravedad, separación centrífuga, ósmosis inversa y flotación por aire. El tratamiento físico de aguas residuales es sencillo, económico y perfecto para pueblos y ciudades con una gran superficie de agua y gran capacidad de autodepuración.
2. Métodos biológicos: Gracias al uso del metabolismo microbiano, este método oxida la materia orgánica coloidal o disuelta y la convierte en sustancias inorgánicas estables. Los métodos más utilizados son el lodo activado y la biopelícula. El nivel de purificación de agua de los métodos biológicos es superior al de los métodos físicos.
3. Métodos químicos: Este método se utiliza para el tratamiento de aguas residuales industriales y consiste en crear una reacción química de las sustancias disueltas o sustancias coloidales en las aguas residuales. Los métodos más utilizados son la coagulación, neutralización, reducción de óxido e intercambio de iones. El tratamiento químico ofrece buenos resultados pero resulta caro. Normalmente se utiliza como tratamiento secundario del método biológico.

Nivel de tratamiento
El tratamiento de aguas residuales puede ser de tres tipos: primario, secundario y terciario. El nivel de tratamiento depende de la calidad del agua y ubicación del agua después del tratamiento.

1. Tratamiento primario
El tratamiento primario sirve para eliminar los contaminantes sólidos en suspensión. La mayoría de tratamientos físicos terminan en esta etapa. Después del tratamiento primario, la DBO (demanda biológica de oxígeno) desaparece un 30%, lo que no cumple con los estándares de descarga. El tratamiento primario sirve como pretratamiento del tratamiento secundario.

2. Tratamiento secundario
El tratamiento secundario elimina los contaminantes orgánicos disueltos y coloides (demanda química de oxígeno y demanda biológica de oxígeno) en aguas residuales. El índice de eliminación de estas sustancias alcanza el 90%, lo que cumple con los estándares de descarga de contaminantes orgánicos. El índice de eliminación de sólidos en suspensión alcanza el 95%.

3. Tratamiento terciario
El tratamiento terciario se utiliza para el procesamiento de orgánicos difíciles de degradar, nitrógeno y fósforo (sustancias inorgánicas solubles que provocan la eutrofización del agua). Los métodos principales consisten en la eliminación de nitrógeno y fósforo, la sedimentación de la coagulación, la filtración de arena, la absorción de carbón activado, el intercambio de iones y la electrodiálisis.

Equipos de tratamiento de aguas residuales
Los equipos de tratamiento de aguas residuales más destacados son: centrifugadores, máquinas de desecación de lodos, aireadores, máquinas de microfiltración, máquinas de flotación, generadores de ozono, etc. Durante el procesamiento del agua, se utilizan una sustancias químicas, como los floculantes.