Se le llama agua residual a toda aquella solución que deriva de los residuos. Éstos pueden ser de origen doméstico o industrial. En el caso de los industriales las empresas tienen prohibido depositarlos en lugares habitados, por varias razones. En primer lugar porque atentan contra la salud pública y, en segundo lugar, porque arruinan la estética de la población. Por tales motivos se deben buscar otros canales para eliminarlas, que no sean las corrientes de agua convencionales, ni los lagos o lagunas.
Las aguas de deshecho deben ser tratadas de una manera especial; ya que los elementos orgánicos que poseen necesitan, para ser eliminados, de la actividad de algunos microorganismos especiales que convierten esta materia orgánica en CO2. De esta manera, a través del tratamiento de agua residual, se eliminan los residuos patógenos y se evita que éstos lleguen hasta los ríos o a las fuentes de agua potable (de donde se abastece el ser humano). A este tratamiento de agua (el biológico) se le llama tratamiento secundario, porque en él intervienen dos procesos de la microbiología: el de los aerobios y el de los anaerobios.
Para realizar correctamente el tratamiento secundario de las aguas, debe pasarse por diferentes procesos llevados a cabo por las bacterias. Estos procesos incluyen la digestión y fermentación que realizan estos micoorganismos; que logran convertir los materiales orgánicos en dióxido de carbono y gas metano. Si se separa el gas metano del resto de los residuos, puede quemarse y utilizarse como fuente de energía.
Como el CO2 y el gas metano son sustancias volátiles, disminuyen de manera importante la cantidad de sustancias orgánicas del agua. Para saber si un proceso de tratamiento de agua residual fue eficiente o no, debemos expresar sus resultados en porcentajes. Se debe medir la disminución de la DBO inicial.
Dentro del tratamiento biológico de las aguas residuales tenemos, como mencionamos anteriormente, dos procesos internos:
El Proceso Anaeróbico: depende de las reacciones de transferencia. Estas transferencias son de H2 inter-especies.
El Proceso Aeróbico: aporta oxígeno por riego, por agitación o por aireación; o por cualquiera de ellas de manera simultánea. Los microorganismos crecen o se degradan de manera proporcional al nivel de aireación. Las colonias mixtas de bacterias y hongos en agua residual se forman en base a sustancias orgánicas e inorgánicas que producen enturbiamiento. De esta manera se forman los floculos que al recibir una agitación decreciente, alcanzan el diámetro deseado, se dividen y se hunden.