Fasilitas pengolahan air limbah di Cuxhaven, Jerman
Air limbah adalah air yang mengalami penurunan kualitas karena pengaruh manusia. Air limbah perkotaan biasanya dialirkan ke saluran drainase kombinasi atau saluran sanitasi, dan diproses di fasilitas pengolahan air limbah atau septic tank. Air limbah yang diproses dilepaskan ke badan air penerima melalui saluran keluar. Air limbah, terutama sampah perkotaan, dapat dicampur dengan berbagai kotoran seperti kotoran dan air seni.
Sistem drainase air adalah infrastruktur fisik yang meliputi pipa, pompa, filter, saluran, dll. Yang digunakan untuk mengalirkan air limbah dari tempat yang dihasilkan ke titik di mana ia akan diproses atau dibuang. Sistem drainase air ditemukan dalam berbagai jenis pengolahan air limbah, kecuali untuk tangki septik yang mengolah air limbah di tempat. Setiap material yang mampu dioksidasi dalam saluran air atau air limbah industri akan dioksidasi secara biokimia oleh bakteri, atau secara kimia. Akibatnya, kadar oksigen dalam air akan menurun. Secara umum, reaksi oksidasi biokimia adalah sebagai berikut:
Kandungan yang dapat dioksidasi + bakteri + nutrisi + O2 → CO2 + H2O + Bahan anorganik teroksidasi seperti O3- atau SO4–
Konsumsi oksigen dengan mengurangi bahan kimia seperti sulfida dan nitrit adalah sebagai berikut:
S– + 2 O2 → SO4–
NO2- + ½ O2 → NO3-
Karena semua saluran air secara alami mengandung bakteri dan nutrisi, hampir semua komponen limbah yang masuk akan mengalami reaksi biokimia seperti di atas. Reaksi biokimia ini adalah reaksi yang diperiksa di laboratorium sebagai persyaratan oksigen biologis (BOD). Berbagai bahan kimia juga mampu bereaksi karena oksidator kuat dan reaksi kimia ini diukur di laboratorium sebagai persyaratan oksigen kimia (COD). Kedua tes BOD dan COD adalah ukuran dari efek mengurangi kadar oksigen karena kontaminasi sampah. Keduanya diadopsi sebagai ukuran efek pencemaran terhadap lingkungan, karena tingkat oksigen yang berkurang menyebabkan makhluk hidup yang biasanya hidup di air, menjadi semakin sulit ditemukan.
Indikator lain yang juga digunakan adalah indikator yang dilihat sebagai hasil reaksi dan kondisi awal air limbah seperti suhu, pH, kadar garam, kandungan logam berat, kandungan padatan terlarut, kejernihan air, bau, dan sebagainya.