Mówiąc o ściekach najczęściej myśli się o odpływie wody zużytej. Ścieki definiuje się jako wodę, która w wyniku użycia uległa zmianom fizycznym, chemicznym czy biologicznym i z powodu tych zmian nie może być już użyta do tego samego celu. Najprostszym przykładem ścieków jest zimna woda, która po ogrzaniu nie może zostać wykorzystana do chłodzenia. Można ją jednak wykorzystać w innych celach.
W klasycznym podziale można wyróżnić następujące rodzaje ścieków:
Ilość ścieków dopływająca do oczyszczalni ścieków stanowi, jeden z podstawowych czynników decydujących o parametrach projektowanej oczyszczalni.
Projektowanie oczyszczalni ścieków wymaga znajomości ilości dopływających ścieków, oraz charakteru zmienności natężenia ścieków w ciągu doby, miesiąca, a nawet roku. Wyznaczenie ilościowej, jak i jakościowej, charakterystyki ścieków jest zadaniem trudnym.
Jednostkowa ilość ścieków odprowadzana z gospodarstw domowych może być bardzo różna i osiąga w skrajnych przypadkach od 50 (dm^3)/(Mˇd) do nawet 250(dm^3)/(Mˇd).
Oczyszczanie wstępne stanowi pierwszy i podstawowy element oczyszczalni. Zadaniem wstępnego oczyszczania jest przygotowanie ścieków do dalszych procesów biologicznych. Podstawowymi procesami wykorzystywanymi we wstępnym oczyszczaniu są:
W wyniku procesu cedzenia realizowanego na kratach i sitach usuwane są duże zanieczyszczenia stałe, pływające lub wleczone po dnie kanału. Drobne zawiesiny mineralne oddzielane są w procesach sedymentacji w piaskowniku. Następnym etapem jest oddzielenie innych niż mineralne substancji opadających. Procesy te prowadzone są w osadnikach. Substancje oleiste i tłuszcze można usuwać symultanicznie podczas procesów sedymentacji w piaskowniku lub w wydzielonych urządzeniach - odtłuszczaczach wykorzystujących zjawisko flotacji.
Podczas mechanicznego oczyszczania ścieków usuwa się ok. 30% zanieczyszczeń zużywających tlen co jest niewystarczające . Dlatego też, ta metoda jest traktowana jako wstępny etap oczyszczania. Podczas mechanicznego oczyszczania nie są usuwane rozpuszczone związki azotu i fosforu. Usunięcie ze ścieków większych zanieczyszczeń oraz tłuszczy umożliwia poprawne i bezawaryjne działanie kolejnych obiektów oczyszczalni. Jednocześnie zapewnia ochronę odbiornika ścieków przed odkładaniem się osadów.
Podstawowym celem biologicznego oczyszczania ścieków jest usunięcie ze ścieków biologicznie rozkładalnych zanieczyszczeń. Do prowadzenia procesów biologicznego rozkładu zanieczyszczeń organicznych wykorzystuje się populacje mikroorganizmów zawieszone w toni ścieków (metody osadu czynnego) i/lub mikroorganizmy tworzące utwierdzoną biomasę (złoża biologiczne).
Fizycznie procesy biologicznego oczyszczania ścieków są tymi samymi, które zachodzą podczas samooczyszczania się rzek i jezior. Jednak z uwagi na wysokie stężenia zanieczyszczeń odprowadzane wraz ze ściekami buduje się specjalne urządzenia w których procesy te są intensyfikowane poprzez zapewnienie optymalnych warunków dla rozwoju mikroorganizmów. Obecnie można wyróżnić dwie technologie biologicznego oczyszczania ścieków: