Ścieki – to mieszanina wód, zużytych w gospodarstwach domowych, w zakładach usług komunalnych i przemysłowych, z wodami opadowymi oraz infiltrującymi przez nieszczelności do sieci kanalizacyjnej.
Wyróżniamy następujące rodzaje ścieków:
- bytowo – gospodarcze – powstają w gospodarstwach domowych i obiektach użyteczności publicznej, np. odpływy z umywalki;
- przemysłowe – pochodzące z procesów produkcyjnych, np. z produkcji celulozy i papieru;
- wody przypadkowe (infiltracyjne, drenażowe) – to wody z odwodnienia terenu.
Rozporządzenia regulują warunki i przedstawiają zakresy, m.in. o wprowadzaniu ścieków do wód podziemnych i powierzchniowych oraz jezior, czy powstawaniu piany, złogów osadów lub zmianie barwy, czy zapachu. Do ziemi mogą być wprowadzane ścieki, jeśli maja odpowiedni skład i nie zagrażają jakości wód podziemnych. W rolnictwie wykorzystanie ścieków polega na ich zastosowaniu do nawadniania i nawożenia użytków rolnych, stawów oraz plantacji drzew leśnych.
Oczyszczanie ścieków, to proces polegający na usuwaniu ze ścieków zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych metodą mechaniczną, fizykochemiczną, biologiczną oraz chemiczną. Przedstawione metody odbywają się w oczyszczalniach ścieków, czyli w budowlach i urządzeniach do usuwania zanieczyszczeń ze ścieków oraz przeróbki i unieszkodliwienia osadów ściekowych. Mechaniczne oczyszczanie ścieków jest pierwszym stopniem oczyszczania i przygotowuje ścieki do dalszych procesów technologicznych. Eliminuje wszystkie zanieczyszczenia, które można usunąć w wyniku procesów mechanicznych i fizycznych. Pierwsze urządzenie oddzielające duże substancje, to kraty. Późniejszym procesem jest usuwanie cząstek mineralnych w piaskownicach. Po usunięciu piasku ścieki płyną do osadnika wstępnego, w którym następuje maksymalne usunięcie zawiesin łatwoopadających. Tłuszcze i oleje pochodzenia organicznego i mineralnego są wydzielane w wyniku procesu flotacji. Na mniejszych oczyszczalniach oddzielenia większych zanieczyszczeń, piasku i zawiesin łatwoopadajacych, realizują sita, które cedzą zanieczyszczenia. Drugim stopniem oczyszczania ścieków jest biologiczne oczyszczanie, które polega na usuwaniu pozostałych rozpuszczonych związków organicznych i zawiesin nieopadających poprzez wprowadzenie mikroorganizmów jako pożywienia i zamianie na produkty końcowe, takie jak gazowe czy wodne. Do biologicznego oczyszczania ścieków komunalnych w małych miejscowościach, w warunkach tlenowych lub beztlenowych stosuje się stawy biologiczne, które posiadają układ doprowadzania i odprowadzania ścieków. W trakcie oczyszczania ścieków, bierze udział biomasa, która znajduję się w wyniku mieszania w stanie zawieszenia w ściekach lub może być przytwierdzona do materiału nośnego jako błona biologiczna (złoża biologiczne, np. żwir, kamienie). Oddzielenie osadu czynnego od ścieków odbywa się w osadnikach wtórnych, które znajdują się za komorą osadu czynnego. Ścieki oczyszczone odprowadzone są z osadników do odbiornika.
Następnym ważnym procesem jest usuwanie substancji biogennych, czyli fosforu i azotu.
Usuwanie fosforu polega na poddawaniu osadu czynnego naprzemiennie warunkom beztlenowym
i tlenowym. Natomiast usuwanie azotu jest procesem przemiany azotu amonowego w azotany.
Niektóre bakterie potrafią wykorzystać azotany jako źródło tlenu niezbędnego do procesów
życiowych. W następstwie oczyszczania ścieków powstają osady, które podczas fermentacji metanowej są poddawane przeróbce. Podczas fermentacji wydziela się gaz palny, który można wykorzystać do produkcji energii. Metodą biologicznego rozkładu zanieczyszczeń organicznych, zawartych w osadach surowych jest stabilizacja tlenowa, która zmniejsza ilość masy organicznej w osadzie ściekowych. W osadach surowych lub ustabilizowanych metodą fermentacji metanowej stosowane jest kompostowanie, czyli odwadnianie osadów ściekowych. W celu stabilizacji i higienizacji osadów ściekowych stosuje się wapnowanie, czyli mieszanie surowych lub ustabilizowanych osadów z wapnem palonym (CaO).
W dużych oczyszczalniach ściekowych można stosować spalanie osadów ściekowych, czyli pełne utlenianie ich związków organicznych w temperaturze 800÷1100˚C. Do mechanicznej metody poprawiania odwodnienia osadu można zaliczyć termokondycyjnowanie, czyli ogrzewanie osadu ściekowego przez 0,5 – 1,0 godziny, w temperaturze 120÷150˚C. W ostatecznym unieszkodliwianiu osadów ściekowych ważną rolę odgrywa zmniejszenie ich objętości poprzez zagęszczenie i odwadnianie. Dezynfekcje ścieków oczyszczonych i osadów ściekowych przeprowadza się poprzez metodę chemiczną, czyli chlorowanie.