Entende-se por efluentes todas as substâncias líquidas ou gasosas geradas em processos industriais ou originárias de esgotos domésticos. No primeiro caso, na indústria, a água pode ser usada de diversas maneiras: na incorporação dos produtos, lavagens de máquinas, tubulações e pisos, nos sistemas de resfriamento e geradores de vapor, no próprio processo industrial e nos vasos sanitários.
Quando é incorporada aos produtos ou evaporada, não necessita de tratamento final. Nos demais casos, os efluentes líquidos industriais precisam ser tratados, uma vez que são contaminados com resíduos dos processos produtivos. Quando não há o tratamento correto desses resíduos, os efluentes causam poluição se forem despejados diretamente nos corpos hídricos, gerando danos a natureza e ao planeta.
Os efluentes industriais gasosos são, hoje, um dos principais responsáveis pela poluição do ar nas grandes cidades, liberados principalmente pelas chaminés das fábricas. Independentemente de sua origem ou forma, o tratamento desses efluentes são extremamente necessários e indicados de acordo com o tipo de poluição e contaminante presente.
Para se ter uma ideia, uma única empresa pode gerar diversos tipos de resíduos que demandam tratamentos diferenciados, porém, antes do descarte ou da sua reutilização, tal ação requer a aplicação de técnicas específicas. Vale ressaltar que apenas especialistas podem avaliar e realizar a análise dos parâmetros que representam a carga orgânica e a carga tóxica dos efluentes.
No segundo caso, os efluentes domésticos ou esgoto sanitário são os dejetos provenientes das diversas modalidades do uso da água em qualquer edificação que tenha banheiro, cozinha, lavanderia etc. Trata- se da água utilizada em descargas, chuveiros e banheiras, lava louças e roupas, no preparo de comidas e bebidas. Além disso, atende também as necessidades comunitárias dos hospitais, escolas e comércios.
Esse efluente é composto em grande parte de água e junto a ela mistura-se materiais sólidos suspensos ou sólidos dissolvidos, matéria orgânica e organismos patogênicos como bactérias, helmintos e protozoários, além de nutrientes como o nitrogênio e o fósforo. Normalmente o seu destino final são os rios, lagoas e mares, porém, se não tratados provocam poluição e prejudicam os peixes.
Nas cidades, os efluentes domésticos são um dos grandes responsáveis pela destruição do ecossistema natural, por isso sua coleta e é uma das mais importantes ferramentas do saneamento básico, da preservação do meio ambiente e da saúde da população.
O tratamento para efluentes é constituído em três processos: físico, para eliminação dos sólidos grosseiros; químico, para correção do pH e eliminação de agentes patogênicos; e biológico, para remover a matéria orgânica do efluente industrial, através do metabolismo de oxidação e de síntese de células.
O processo físico remove os sólidos em suspensão sedimentáveis e flutuantes através de separações físicas, tais como gradeamento, peneiramento, caixas separadoras de óleos e gorduras, sedimentação e flotação. Além disso, por meio de processos de filtração em areia ou em membranas, removem a matéria orgânica e inorgânica em suspensão coloidal. Também podem ser utilizados para desinfecção. 
No caso dos métodos químicos, como o próprio nome diz, são utilizados produtos químicos em seu processo, como agentes de coagulação, floculação, neutralização de pH, oxidação, redução e desinfecção em diferentes etapas dos sistemas de tratamento. Nesse caso, é possível remover os poluentes, além de condicionar a mistura de efluentes que será tratada nos processos subsequentes.
Entre os principais processos químicos podemos destacar a Clarificação, que remove matéria orgânica coloidal, incluindo coliformes; a Eletrocoagulação, responsável pela remoção da matéria orgânica, incluindo compostos coloidais, corantes e óleos/ gorduras; Precipitação de fosfatos e outros sais, para remoção de nutrientes pela adição de coagulantes químicos compostos de ferro e ou alumínio; Cloração para desinfecção; Oxidação por ozônio, para a desinfecção; Redução do cromo hexavalente; Oxidação de cianetos; Precipitação de metais tóxicos; e Troca iônica.
O tratamento biológico, por sua vez, tem o objetivo de remover a matéria orgânica dissolvida e em suspensão ao transformá-la em sólidos sedimentáveis (flocos biológicos) e gases. Basicamente, o tratamento biológico reproduz os fenômenos que ocorrem na natureza, mas em menor tempo. Nesse caso, são mais utilizados os processos aeróbios, que são representados por lodos ativados e suas variantes, tais como, aeração prolongada, lodos ativados convencionais, lagoas aeradas facultativas e aeradas aeróbias; Processos facultativos, que são realizados pela utilização de biofilmes (filtros biológicos, biodiscos e biocontactores) e por algumas lagoas (fotossintéticas e aeradas facultativas).

Etapas do processo e subprodutos
Além das duas grandes fases de tratamento (físico-químico e biológico), uma Estação de Tratamento de Efluente (ETE) convencional, para efluentes industriais ou originárias de esgotos domésticos é composta por cinco etapas: pré-tratamento, tratamento primário; tratamento secundário; tratamento do lodo; tratamento terciário, antes de ser devolvido ao meio ambiente ou reutilizado.
No pré-tratamento, o efluente passa por dois processos, o gradeamento e a desarenação, onde serão direcionados a fortes processos de separação de sólidos. No gradeamento são retirados os itens maiores. Isso ocorre por meio de grades metálicas, que funcionam como uma barreira. As grades maiores têm entre 5 e 10 centímetros, enquanto as menores ficam entre 1 e 2 centímetros. Todos os sólidos com dimensão superior a essas ficam detidos pelas grades.
O próximo passo é o processo de desarenação. Aqui, os flocos de areia são removidos pela etapa de sedimentação, no qual os grãos, por serem mais pesados, vão para o fundo do tanque e as matérias orgânicas permanecem na superfície. Sem areia evita-se obstrução nos tanques, tubulações, orifícios e sifões, facilitando o transporte do líquido.
Na fase do tratamento primário, o efluente passa por um tratamento constituído basicamente por processos físico-químicos. Apesar do efluente estar com um aspecto ligeiramente melhor após o pré-tratamento, as propriedades poluidoras ainda estão inalteradas e, por isso, esses processos se fazem necessários. Nessa fase é feita a remoção dos sólidos em suspensão sedimentáveis, materiais flutuantes e parte da matéria orgânica em suspensão.
O efluente fica em um tanque, onde são colocados produtos químicos para a equalização e neutralização da carga. Em seguida, o efluente passa por um processo de floculação, onde as partículas poluentes são agrupadas para serem removidas. O próximo procedimento é decantação primária, nela é feita a separação entre o sólido (lodo) e o líquido (efluente bruto). Aqui, os decantadores fazem com que os sólidos fiquem no fundo do tanque, formando o lodo primário bruto. 
No tratamento secundário o objetivo é a remoção da matéria orgânica dissolvida e da matéria orgânica em suspensão que não foi removida no tratamento primário. Em seguida, o efluente passa por um processo de decantação secundário, no qual ocorre sua clarificação.
Uma questão importante a ser levada em consideração é que todo tratamento de efluentes domésticos e/ou industriais gera subprodutos: o lodo, o efluente tratado e o biogás. O lodo é resultado da remoção da matéria orgânica contida no esgoto, sua quantidade e natureza dependem das características do efluente inicial e do processo de tratamento escolhido. Esse lodo também precisa de tratamento.
A primeira fase desse processo é o adensamento, que se refere à retirada de água do material. Em seguida é realizada a digestão anaeróbica, caracterizada pela estabilização de substâncias instáveis e da matéria orgânica presente no lodo. Sua ação visa destruir ou reduzir os microrganismos patogênicos; reduzir o volume do lodo através de liquefação; dotar o lodo de características favoráveis à redução de umidade; e permitir a utilização do lodo.
Posteriormente, o lodo é submetido a processos químicos envolvendo cloreto férrico, cal, sulfato de alumínio e polímeros orgânicos em sistemas de desidratação como filtração e centrifugação. Isso permite a coagulação dos sólidos e a liberação da água absorvida. Para a remoção de toda a sua umidade, o lodo ainda será desitradado e adisposição final do mesmo pode ser feita em aterros sanitários, junto com o lixo, em incineradores e na restauração de terras.
A partir de agora, o efluente pode ser usado para lavagem de ruas ou rega de jardins, com fins não potáveis. O tratamento terciário é a última etapa do processo. Por meio de técnicas de filtração, ozonização, cloração, carvão ativado, osmose reversa, troca iônica, eletrodiálise, entre outras, é possível agora tornar a água potável e apta para consumo.
Em relação ao biogás gerado durante o tratamento de efluentes, existem inúmeros estudos para o seu aproveitamento, principalmente para a geração de energia elétrica para a própria estação de tratamento. Também é possível usá-lo como gás doméstico e industrial, e combustível para automóveis.

Técnicas e métodos para tratamento de efluentes
Os métodos para tratamento de efluentes geralmente envolvem custos altos, o que dificulta a instalação em municípios com baixa renda.  Dentre as alternativas técnicas para o tratamento de efluentes estão as fossas sépticas, os sumidouros, as lagoas de estabilização e o tratamento por lodos ativados.
Fossas Sépticas: É uma alternativa biológica sanitária normalmente utilizada em áreas desprovidas de serviço público de coleta de esgotos. Essas estruturas podem estar associadas a outras instalações complementares, mas devem ser consideradas como uma solução provisória. A utilização do adubo gerado deve obedecer a um período de maturação que garanta segurança para a saúde.
Sumidouros: São unidades capazes de receber a parte líquida proveniente das fossas sépticas e têm a função de permitir sua infiltração no solo. A norma regulamentadora NB-41/81 determina as condições de construção dos sumidouros de forma a evitar a contaminação das águas superficiais e subterrâneas e a ocorrência de efluentes correndo a céu aberto.
Lagoas de Estabilização: As lagoas de estabilização são bacias terrestres utilizadas para tratar águas residuárias brutas ou efluentes pré-tratados. Os resíduos são submetidos à degradação biológica natural, envolvendo principalmente bactérias e algas.
Esses sistemas são considerados, entre os métodos de tratamento de águas residuárias e industriais, como o mais fácil, econômico e eficiente. Em razão dos aspectos de disponibilidade de área, clima favorável, fácil operação e manutenção, necessidade de pouco ou nenhum equipamento, são indicadas para as condições brasileiras.
Tratamento por Lodos Ativados: No processo biológico por lodos ativados o esgoto afluente e o lodo ativado são intimamente misturados, agitados e aerados, para se separarem em decantadores. Esse processo pode ser associado a outros métodos de tratamento, como as lagoas anaeróbias.