Las plantas de tratamiento de aguas residuales, incluido el tanque séptico, eliminan aquellas características y componentes que son objetables y representan una amenaza para la salud pública, la seguridad y el medio ambiente. Tal vez ningún factor sea más útil en el control de enfermedades que la ciencia de la eliminación adecuada de aguas residuales. Esto mantiene el suministro de agua de la comunidad mediante la eliminación de desechos tratados con agua que totalizan material disuelto microscópico, materia sólida como heces humanas, químicos dañinos y bacterias. Las aguas residuales se clasifican en dos formas: aguas residuales domésticas y residuos industriales. Las aguas residuales domésticas recolectan el agua utilizada en negocios y hogares; Las aguas residuales industriales son las que se descargan durante las operaciones industriales. Tanto la fuerza como el volumen de las aguas residuales pueden verse claramente influenciados por los desechos industriales, que representan aproximadamente el 80% de las aguas residuales en los Estados Unidos.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales se agrupan en la medida en que tratan las aguas residuales. Antes de la aprobación de los actos reglamentarios, la mayoría de las aguas residuales obtenían solo lo que se clasifica como tratamiento primario de aguas residuales. Esto incluye eliminar sólidos grandes, ajustar la acidez y la alcalinidad, eliminar la grasa, separar los sólidos por sedimentación y utilizar microorganismos para romper compuestos orgánicos en un proceso biológico simple. A medida que se empezaron a instigar más necesidades reglamentarias, se comenzó a utilizar el tratamiento secundario de aguas residuales, incluido el uso de procesos biológicos más superiores y la adición de sustancias químicas, como la cal y los coagulantes, para ayudar en la separación de la sedimentación de los sólidos.

Las tecnologías de tratamiento de aguas residuales terciarias o avanzadas combinan procedimientos tales como la adsorción de carbono para la eliminación de organismos traza; El intercambio iónico y la precipitación química para la concentración y eliminación de metales disueltos tóxicos como el cadmio, el cromo, el plomo y el mercurio; y filtración mecánica para la eliminación de sólidos sobrantes sin disolver y en suspensión. La filtración se concentra y elimina las sustancias insolubles que se tratan o eliminan.

El tratamiento biológico del alcantarillado que contiene materiales orgánicos tanto disueltos como insolubles se utiliza ampliamente y convierte dichos compuestos orgánicos en dióxido de carbono, agua y materiales inertes conocidos como lodos. Normalmente, las técnicas de biopurificación se establecen en el curso biológico natural de la oxidación por microorganismos aeróbicos (que requieren oxígeno). Usan diferentes métodos para acelerar estos procesos al garantizar un suministro adecuado de aire u oxígeno para estimular la acción de los microorganismos. Durante el proceso, a medida que los microorganismos maduran y mueren, dejan un residuo reconocido como lodo secundario que también debe oxidarse. Los procesos de biopurificación más utilizados emplean filtros de lodos activados y goteo. En el filtro de goteo, las aguas residuales gotean sobre grandes lechos de piedra o plástico que están envueltos por un limo compuesto por microorganismos. El lodo activado es la expresión de los microorganismos que se inyectan en las aguas residuales en un tanque de aireación.

La desinfección es un tratamiento final en las plantas de tratamiento de aguas residuales, incluido un tanque séptico antes de la descarga de aguas residuales tratadas y aguas residuales en el entorno natural. El propósito de la desinfección es eliminar los microorganismos patógenos que aún pueden estar presentes en las aguas residuales tratadas. El desinfectante más común empleado para tales fines es el cloro. Dado que el cloro acumula sustancias en el agua que se sospecha que son carcinógenos, y debido a que su sabor es perceptible en el agua tratada, se recomiendan algunos otros químicos y medios como desinfectantes sustitutos. Sin embargo, la cloración ha conservado el proceso de elección debido a su rendimiento económico y satisfactorio.