การบำบัดน้ำเสียเป็นส่วนสำคัญของการพัฒนาเมือง ซึ่งส่งผลกระทบต่อความเป็นอยู่ที่ดีของประชาชน-และการพัฒนามนุษย์ที่ยั่งยืน เป็นข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม เป็นพื้นฐานสำหรับคุณภาพน้ำ และเป็นกุญแจสำคัญในการใช้ทรัพยากรน้ำเสีย ปัจจุบัน น้ำเสียจะถูกรวบรวมจากระบบบำบัดน้ำเสียในเมือง (ไม่ว่าจะรวมกันหรือแยกจากกัน) และระบายไปยังโรงบำบัดน้ำเสีย จากนั้น โรงงานเหล่านี้จะทำการบำบัดระดับอุดมศึกษาเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียของประเทศ ก่อนที่จะปล่อยลงสู่แหล่งเก็บน้ำที่ได้รับมอบหมาย จากนั้นน้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่จะถูกส่งไปยังพื้นที่สีเขียวและการชลประทานผ่านเครือข่ายน้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ เพื่อให้เกิดการรีไซเคิลน้ำเสียในระดับสูง
การบำบัดน้ำเสียระดับอุดมศึกษาเป็นกระบวนการบำบัดน้ำเสียที่สมบูรณ์ซึ่งเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดและก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องกับการบำบัดระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา โรงงานบำบัดน้ำเสียที่แตกต่างกันในภูมิภาคต่างๆ เลือกวิธีการบำบัดที่แตกต่างกันตามความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นและการใช้งานตามวัตถุประสงค์ ขั้นแรก การบำบัดเบื้องต้นใช้ตะแกรงหยาบและละเอียดเพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอย ขยะ ฯลฯ จำนวนมาก จากนั้น ห้องกรวดจะแยกตะกอนของแข็งขนาดใหญ่ เช่น ทรายและกรวด ตามด้วยถังตกตะกอนหลักเพื่อชำระอนุภาคแขวนลอย ขยะมูลฝอยและสิ่งสกปรกส่วนใหญ่จะถูกกำจัดออก แต่ขั้นตอนนี้ใช้วิธีการบำบัดทางกายภาพเป็นหลัก โดยปล่อยให้อินทรียวัตถุและสิ่งสกปรกอื่น ๆ จำนวนมากที่ไม่สามารถถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยตรงและจำเป็นต้องได้รับการบำบัดเพิ่มเติม
การบำบัดขั้นที่สองเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางชีววิทยาเป็นหลัก โดยใช้เทคโนโลยีแอคทิเวเต็ดตะกอนและวิธีการฟิล์มชีวภาพ รวมกับถังตกตะกอนทุติยภูมิสำหรับการแยกของแข็ง-ของเหลว โดยนำอินทรียวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพออกจากน้ำเสีย หลังจากขั้นตอนนี้ ของแข็งแขวนลอยและอินทรียวัตถุส่วนใหญ่ในน้ำสามารถกำจัดออกได้ โดยมีปริมาณไนโตรเจนและฟอสฟอรัสลดลงมากกว่า 30% ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยคลาส B สำหรับโรงบำบัดน้ำเสียหลักในเมือง โรงบำบัดน้ำเสียหลายแห่งมีการติดตั้งลักษณะนี้ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดมากขึ้น การบำบัดน้ำเสียในระดับนี้จึงไม่เพียงพออีกต่อไป และจำเป็นต้องมีการบำบัดขั้นสูงมากขึ้น
การบำบัดระดับตติยภูมิคือการบำบัดน้ำเสียขั้นสูงโดยใช้วิธีการที่ครอบคลุมซึ่งผสมผสานวิธีการทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ เพื่อกำจัดสิ่งเจือปน เช่น ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส โลหะหนัก และจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคที่อาจนำไปสู่การยูโทรฟิเคชัน ปัจจุบันโรงบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีต่างๆ เช่น การกำจัดไนโตรเจนและฟอสฟอรัส การกรองแบบลึก และการฆ่าเชื้อเป็นหลัก น้ำที่ผ่านการบำบัดขั้นที่สองจะถูกปล่อยลงในตัวกรองดีไนตริฟิเคชันและไนตริฟิเคชั่นเพื่อกำจัดไนโตรเจน จากนั้นจึงลงในถังกำจัดฟอสฟอรัสซึ่งมีการเติมสารเคมี เช่น PAC และ PFS เพื่อกำจัดฟอสฟอรัส จากนั้นลงในถังกรองลึกเพื่อกรองของแข็งแขวนลอยขนาดเล็ก และสุดท้ายจะฆ่าเชื้อด้วยคลอรีนไดออกไซด์หรือแสงอัลตราไวโอเลตก่อนที่จะปล่อยออก