טיפול בשפכים הוא היבט מכריע בפיתוח עירוני, המשפיע על רווחת הציבור- ועל פיתוח אנושי בר קיימא. זוהי דרישה סביבתית, קו בסיס לאיכות מים, ומפתח לניצול משאבי שפכים. כיום, שפכים נאספים ממערכות ביוב עירוניות (בשילוב או נפרד) ומוזרמים למכוני טיהור שפכים. מפעלים אלה מבצעים טיפול שלישוני כדי לעמוד בתקני הזרמה לאומיים לפני הזרמה למאגרי מים מוחזרים ייעודיים. לאחר מכן, המים המוחזרים מועברים לאתרי ירוק והשקיה באמצעות רשתות מים מוחזרים, תוך השגת רמה גבוהה של מיחזור שפכים.
טיפול בשפכים שלישוני הוא תהליך שלם של טיפול בשפכים הקשור באופן הדוק לטיפולים ראשוניים ומשניים ומתקדם בהדרגה. מכוני טיהור שפכים שונים באזורים שונים בוחרים בשיטות טיפול שונות בהתבסס על דרישות סביבתיות מקומיות ושימושים מיועדים. ראשית, הטיפול הראשוני משתמש במסכים גסים ועדינים כדי להסיר כמויות גדולות של מוצקים מרחפים, אשפה וכו'. לאחר מכן, תאי חצץ מפרידים משקעים מוצקים גדולים כמו חול וחצץ, ואחריהם מיכל שיקוע ראשוני כדי לשקוע חלקיקים מרחפים. מרבית הפסולת והזיהומים המוצקים מוסרים, אך בשלב זה נעשה שימוש בעיקר בשיטות טיפול פיזיקליות, ומשאירות כמות משמעותית של חומרים אורגניים וזיהומים אחרים שאינם ניתנים להזרמה ישירה לסביבה ודורשים טיפול נוסף.
טיפול משני כולל בעיקר תהליכים ביולוגיים, תוך שימוש בטכנולוגיית בוצה פעילה ושיטות ביופילם, בשילוב עם מיכלי שיקוע משניים להפרדת נוזלים מוצקים, הסרת חומר אורגני מתכלה ממי השפכים. לאחר שלב זה, ניתן להסיר את רוב המוצקים המרחפים והחומרים האורגניים במים, כאשר תכולת החנקן והזרחן מופחתת ביותר מ-30%, מה שעומד בעצם בתקן ההזרמה Class B עבור מתקני טיהור שפכים ראשוניים עירוניים. מתקני טיהור שפכים רבים מצוידים בתצורה זו. עם זאת, בשנים האחרונות, עם דרישות הגנת הסביבה מחמירות יותר ויותר, רמה זו של טיפול בשפכים אינה מספיקה עוד, ומצריכה טיפול מתקדם יותר.
טיפול שלישוני הוא טיפול מתקדם בשפכים, תוך שימוש בגישה מקיפה המשלבת שיטות פיזיקליות, כימיות וביולוגיות להסרת זיהומים כגון חנקן וזרחן, מתכות כבדות ומיקרואורגניזמים פתוגניים העלולים להוביל לאאוטרופיקה. כיום, רוב מכוני טיהור שפכים משתמשים בעיקר בטכנולוגיות כגון סילוק חנקן וזרחן, סינון עמוק וחיטוי. המים המטופלים המשניים מוזרמים למסנני דניטריפיקציה וניטריפיקציה להסרת חנקן, לאחר מכן למיכלי פינוי זרחן שבהם מתווספים ריאגנטים כימיים כגון PAC ו-PFS להסרת זרחן, לאחר מכן למיכלי סינון עמוקים כדי לסנן מוצקים מרחפים זעירים, ולבסוף חיטוי באור דו-חמצני או כלור-כלור.