شهرنشینی و صنعتی شدن سریع جامعه مدرن منجر به آلودگی شدید آب شده و سلامت انسان و محیط زیست را تهدید می کند. با کمیاب شدن فزاینده منابع آب شیرین جهانی، تصفیه فاضلاب به عنوان یک راه حل حیاتی برای کاهش این بحران ظهور کرده است. با تبدیل آب آلوده به منابع قابل استفاده مجدد، تصفیه خانه ها نقش محوری در تضمین منابع آب پایدار و محافظت از سلامت عمومی ایفا می کنند.تصفیه فیزیکی، مرحله اولیه فرآوری فاضلاب، شامل فرآیندهای مکانیکی برای حذف ذرات جامد بزرگ و مواد معلق است. از تکنیک هایی مانند غربالگری، ته نشینی و فیلتراسیون برای جداسازی زباله ها از جامدات درشت تا ذرات ریز استفاده می شود. صفحه ها و صافی ها اشیاء شناور مانند کیسه های پلاستیکی و شاخه ها را به دام می اندازند، در حالی که مخازن ته نشینی گرانشی به ذرات سنگین تر اجازه می دهند به ته فرو روند. این مرحله بار بیولوژیکی و شیمیایی فاضلاب را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و آن را برای تصفیه بیشتر آماده می کند.تصفیه شیمیایی به دنبال رسیدگی به ناخالصی های محلول و کلوئیدی است که در برابر جداسازی فیزیکی مقاومت می کنند. عوامل شیمیایی برای تغییر ترکیب فاضلاب، خنثی کردن سطح pH، انعقاد ذرات کلوئیدی و ضدعفونی کردن آب از طریق فرآیندهایی مانند کلرزنی معرفی می شوند. فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته با استفاده از ازن یا پراکسید هیدروژن می توانند ترکیبات آلی مقاوم را تجزیه کنند، در حالی که روش های رسوب، فلزات سنگین و سایر آلاینده های غیر آلی را حذف می کنند. این واکنش ها مواد مضر را به اشکال بی ضرر یا قابل بازیابی تبدیل می کنند و زیست تخریب پذیری فاضلاب را افزایش می دهند.تصفیه بیولوژیکی از قابلیت های متابولیکی میکروارگانیسم ها برای تجزیه آلاینده های آلی استفاده می کند. به عنوان مثال، فرآیندهای لجن فعال، باکتری های هوازی و تک یاخته ها را کشت می دهند که مواد آلی محلول را به دی اکسید کربن و آب تبدیل می کنند. در فیلترهای چکنده، فاضلاب روی یک محیط بیولوژیکی چکیده می شود که در آن فیلم های میکروبی آلاینده ها را تجزیه می کنند. هضم بی هوازی که معمولاً برای تصفیه لجن استفاده می شود، مواد آلی را در غیاب اکسیژن تجزیه می کند و بیوگاز را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کند. این سیستم های بیولوژیکی به طور موثر تا 90٪ از آلاینده های آلی را حذف می کنند و آب را برای استفاده مجدد یا تخلیه مناسب می کنند.ماهیت چند وجهی تصفیه فاضلاب برای کاهش اثرات آلودگی آب ضروری است. با ترکیب فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، تصفیه خانه ها نه تنها از آب ها در برابر آلودگی محافظت می کنند، بلکه منابع ارزشمندی را نیز بازیابی می کنند. آب تمیز حاصل را می توان با خیال راحت به سیستم های طبیعی بازگرداند یا برای مصارف صنعتی و کشاورزی مورد استفاده مجدد قرار داد و به یک اقتصاد آب دایره ای کمک کرد. از آنجایی که کمبود آب و آلودگی همچنان پایداری جهانی را به چالش می کشد، فناوری های پیشرفته تصفیه فاضلاب همچنان سنگ بنای مدیریت محیط زیست و سلامت عمومی خواهد بود.
