Nước thải xuất phát từ hai nguồn chính: là nước thải sinh hoạt của con người và nước thải từ ngành công nghiệp sản xuất. Tại Anh, tổng khối lượng nước thải từ các ngành công nghiệp là khoảng 7 lần so với nước thải sinh hoạt. Nếu không được xử lý, và thải trực tiếp ra môi trường thì các nguồn tiếp nhận sẽ trở nên bị ô nhiễm và các bệnh truyền qua đường nước sẽ lây lan rộng rãi. Từ những năm đầu của thế kỷ XX thì các biện pháp xử lý sinh học được đưa ra, và đây là cơ sở để xử lý nước thải trên toàn thế giới. Nó chỉ đơn giản là giam hãm vi khuẩn tự nhiên ở nồng độ cao hơn rất nhiều trong bể. Những vi khuẩn này, cùng với một số động vật nguyên sinh và vi sinh vật khác, được gọi chung là bùn hoạt tính. Khái niệm về xử lý rất đơn giản. Các vi khuẩn loại bỏ các phân tử carbon hữu cơ bằng cách “ăn” chúng. Kết quả là vi khuẩn phát triển và nước thải được làm sạch. Nước thải được xử lý sau đó được thải vào các vùng nước – thường là sông hoặc biển.