İnsanların temel yaşam kaynağı olan su yaşadığımız gezegenin büyük bölümünü oluşturur. Her ne kadar dünyanın dörtte üçünü oluştursa da insanların ihtiyaçlarını gidermek için kullanabildikleri su miktarı sanıldığının aksine az miktardadır. İnsanların yaşantılarını sürdürebilmek için ihtiyaç duydukları su tatlı sulardır. Dünyada miktarı az olan bu sular artan nüfus, insanların temizlik anlayışının değişmesi ve gelişmesi nedeniyle kullanım oranın artması, suyun kullanıldığı alanların gün geçtikçe değişmesi ve gelişmesi, sanayileşmesin artması gibi nedenlerle tükenme tehlikesiyle karşı karşıyadır. Var olan su kaynaklarının çeşitli nedenlerle kirletilmesi de bu süreci hızlandıran diğer bir etkendir. Suyun tükenmesi canlı yaşamını direk etkileyen bir durumdur. Su kaynaklarının azalması ve suyun tükenmesi canlı yaşamını tehlikeye atacak bir durumdur. Özellikle kaynak sularının kirlenmesi bu sorunun temel kaynağı olarak nitelendirilebilir. Sulardaki kirlilik çeşitli nedenlerle oluşmaktadır. Tarımsal alanlarda kullanılan gübre ve zirai ilaçların topraktan yağmur sularıyla kaynak sulara karışarak doğal kaynak sularının kirlenmesine neden olmaktadır. Hızlı nüfus artışına bağlı olarak gittikçe artan şehirleşme oranı da su tüketimini arttırmakla birlikte yerleşim yerlerinden çıkan atık sular da arıtılmadan su kaynaklarına verildiğinde su kirliliğini oldukça arttıran bir durumdur. Sanayileşmenin artması, endüstriyel kuruluşların giderek gelişmesi ve üretiminin artması da buralardan çıkan atık suları arttırmış dolayısıyla su kirliliğini de olumsuz etkileyen bir unsur olmuştur.
Gittikçe artan nüfus, sanayileşmenin artması, endüstriyel kuruluşların gelişmesi, artması gibi nedenlerle kirlenen sular su varlığını tehlikeye sokmakta ve atık suların arıtma konusunun önemini gündeme taşımaktadır. Buralardan çıkan atık sular artık doğanın özümseyebileceği miktarları aşmış, deşarj edilen yerlerin zarar görmesine neden olmaya başlamıştır. Ekolojik dengenin bozulmaması, var olan su kaynaklarının atık su nedeniyle kirlenmemesi için bu suların bu alanlara verilmeden önce arıtılması gündeme gelmiştir. Bu nedenle atık su sistemleri geliştirilmiş zamanla da atık su arıtma tesislerinde atık su içeriğine göre gelişme olmuştur. atık sular içerik bakımından çeşitlilik gösterebildiği için atık suların arıtılma amacına da bağlı olarak doğru yöntemin kullanılması gerekmektedir. Çünkü doğaya deşarj edilecek suyun verildiği yerin özelliklerine uyum sağlaması ve dengeyi bozmaması gerekmektedir.
Atık suyun içeriği arıtmada kullanılacak yöntemini belirleyen unsurlardandır. Atık suların büyük bölümü sudur ve çok az bir kısmı kirleticilerdir. Bu kirletici maddeler katı atık olarak atık suyun içinde askıda bulunabildikleri gibi suda çözünmüş olarak da bulunabilir. Bu kirleticilerin atık suyun içinden uzaklaştırılmaları için kullanılacak yöntemler değişmektedir. Örneğin organik atıkların atık sudan uzaklaştırılmaları için kullanılacak en etkili yöntem biyolojik arıtmadır.
Biyolojik arıtma atık suyun içerisindeki çözünmüş ya da katı halde bulunan organik atıkların bakteriler tarafından parçalanması sonucu çökebilen biyolojik floklara ve gaz halinde atmosfere karışan inorganik bileşiklere dönüşmesi işlemidir.
Biyoflokülasyon ve mineralizasyon proseslerinin kontrolü ile organik atıkların doğada imha edilmesi biyolojik arıtmanın temelini oluşturur. Biyolojik arıtma ile organik atıkların doğada güvenli bir şekilde reaksiyonu sağlanır. Ortamdaki oksijen varlığına bağlı olarak havalı (aerobik) ve havasız (anaerobik) olmak üzere sınıflandırılır.
Atık suda çökelmeyen katıları gidermek ve organik maddeleri kararlı duruma getirmek biyolojik arıtmanın amacını oluşturur. Evsel atık su içeriğindeki organik maddelerin yanında azot ve fosfor gibi maddelerin arıtımı da biyolojik arıtımla yapılır. Tarımsal alanlardan geri dönen atık sularda azot ve fosforun arıtılması oldukça önemlidir. Endüstriyel arıtımda da organik ve inorganik atıkların arıtımı da önem taşımaktadır. Bu atıklar toksik etki yarattığı için ön arıtmadan geçmeleri gerekebilir.
Çeşitli nedenlerle kirletilen suların verildiği alanlardaki oksijen miktarı o yerlerdeki canlı yaşamı için oldukça önemlidir. Ortamın oksijeninin kaybedilmesi atılan sulardaki biyolojik olarak parçalanabilen atık maddeleriyle oluşur. Bu maddeler parçalanarak içerik değiştirmesiyle depolanan mikrobiyolojik maddelerin kirliliğe bağlı olarak üremesine ve doğal olarak daha fazla oksijen tüketimine neden olmaktadır. Atık sudaki in organik maddeler daha az oksijen tüketir. Atık suların verildiği ortamlara azot ve fosfor içeriği fazla olan atıklar verildiği zaman bu ortamlardaki hayat zenginleşir ve oksijen tüketimini de arttırır. Bu da suyun oksijeninin giderek azalmasına ve zamanla ortamın oksijenini yitirmesine yol açar. Biyolojik arıtma da oksijen tüketiminin fazla olduğu ortamların biyolojik oksijen ihtiyacını azaltır. Biyolojik arıtma sistemlerinde kullanılan yöntemler atığın enerji seviyesini düşürmektir.
Aktif çamur sistemleri biyolojik arıtmada oksijen varlığında en çok kullanılan tekniktir. Askıda tutulan mikroorganizmalar organik kirliliği gidermeye yardımcı olur. Endüstriyel atık suların arıtımında da kullanılan bir biyolojik arıtma prosesidir. Bu teknikte damlatmalı filtreler, havalandırmalı lagünler, biyofilm sistemleri, stabilizasyon havuzları kullanılmaktadır.
Evsel ve endüstriyel atık su arıtılırken değişik biyolojik arıtma teknikleri kullanılabilir. Çıkan atık suyun içeriği değişken olduğundan bu yöntemleri büyük oranda belirleyen atık su içeriğidir. Çünkü bir yerleşim yerinde bile evden eve atık suyun içeriği değişmektedir. Hatta kullanım amacına ve su tüketim miktarına göre bile içerik değişmektedir. Aynı durum endüstriyel kuruluşlarda da vardır. Birbirinden farklı endüstriyel kuruluşlardan çıkan atık suyun içeriği doğal olarak birbirinden farklıdır. Kaldı ki aynı sektörde olan farklı işletmelerin bile atık su içerikleri birbirinden farklı olabilmektedir. Atık su içeriğinin yanında belirleyici olan bir diğer faktör de atık suyun deşarj edileceği bölge ya da atık suyun hangi amaçla kullanılacağıdır.
