Pourquoi traiter les eaux usées ?
On distingue deux grandes catégories d'eaux dites "usées" (on parle aussi d'"effluents"):
- Les eaux usées urbaines, issues des habitations et des activités commerciales et artisanales, auxquelles s'ajoute la pluie ("eaux pluviales"),
- Les effluents* industriels, rejetés par les usines.

Station de traitement des eaux de l'usine Total Petrochemicals de Carling Saint-Avold

Le traitement de ces eaux usées a pour objectif de protéger la vie dans les cours d'eau et dans les eaux du littoral, et de permettre l'usage de l'eau en aval.
Une partie des effluents* est traitée directement sur son lieu de production: chez les particuliers qui disposent d'un système d'assainissement autonome (fosse septique et système d'épandage souterrain), et dans les usines équipées d'une station d'épuration. Le reste doit être collecté par un réseau d'égouts et traité dans des stations d'épuration municipales (environ 12.000 en France).

Comment se passe le traitement ?
L'effluent à traiter passe par une série d'étapes d'où il ressort à chaque fois plus propre. Chaque station d'épuration a ses spécificités, mais elles fonctionnent généralement selon les principes suivants.

- Phase 1 : Le dégrillage, pour éliminer les plus gros déchets.
- Phase 2 : Le dessablage (sables et graviers se déposent au fond des bassins) et le déshuilage (les huiles et hydrocarbures flottants sont récupérés en surface).
- Phase 3 : La décantation primaire : on laisse les matières en suspension* se déposer lentement dans un bassin, et elles sont évacuées par un système de raclage du fond.
- Phase 4 : Le traitement biologique: en augmentant la teneur en oxygène de l'eau, les micro-organismes prolifèrent et " bio-dégradent*" la pollution organique*, autrement dit la transforment en eau et en dioxyde de carbone.
- Phase 5 : La clarification, pour séparer par décantation l'eau épurée et les boues ou résidus secondaires issus de la dégradation des matières organiques.
- Phase 6 : Les contrôles avant rejet : des contrôles périodiques ou continus sont effectués à la sortie de la station, puis l'effluent épuré est rejeté dans un cours d'eau.

Où va la pollution ?
Puisque la station d'épuration retire une partie de la pollution contenue dans les eaux usées, cette pollution doit bien se retrouver quelque part. Une partie est réellement détruite: la pollution organique* dégradée par les bactéries et transformée en CO2 et en eau. Mais de nombreux autres produits sortent de la station: les résidus du dégrillage, les sables et les graisses sont souvent traités avec les ordures ménagères, et les boues sont utilisées comme engrais en agriculture, ou bien sont mises en décharge ou incinérées.
 
Pourquoi reste-t-il de la pollution dans l'eau ?
Le traitement des eaux usées ne se passe pas toujours parfaitement : foyers non équipés de système d'épuration, fuites des réseaux d'égouts, stations d'épuration anciennes, non équipées pour traiter les eaux de pluie particulièrement polluantes, etc. Dans tous les cas, même si les effluents rejetés respectent les normes, ils n'en contiennent pas moins une certaine quantité de pollution autorisée: il serait trop coûteux - voire impossible - de rendre l'eau aussi pure qu'elle a été prélevée. Pour toutes ces raisons, la qualité des cours d'eau, bien qu'en amélioration en France depuis plusieurs années, n'est pas toujours parfaite.