Atık su arıtma mühendisliği alanı öncelikle inşaat mühendisliği disiplini içinde yoğunlaşmaktadır. Atık su arıtımı, katı, kimyasal ve biyolojik materyalleri, birincil su kaynağına geri göndermeden önce atık sudan çıkarmak için kullanılan prosesleri ifade eder. Atıksu, su arıtma tesisi tarafından kanalizasyon ve yağmur suyu kanallarından alınan su olarak tanımlanmaktadır. Ek olarak, bazı endüstriler, atık suyu topluluğun su arıtma tesisine geri göndermeden önce zararlı ürünleri çıkarmak için kullanılan dahili işlemlere sahiptir.
Her inşaat mühendisliği programı, atık su arıtma metodolojilerinde en az bir ders içerir. Yaygın kullanıma sahip üç ana yöntem vardır: filtrasyon, kimyasal arıtma ve doğal işlemler. Kullanılan metodolojinin seçimi, uygulanması ve bu sürecin devam eden testi öncelikle su arıtma tesisi personelinin sorumluluğundadır.
Atık su arıtma mühendisliğinin filtreleme yöntemi, en eski atık su arıtma yöntemlerinden biridir. Bu yöntemde, katı malzemeleri sudan filtrelemek için aşamalı olarak azalan boyutlarda taşlar kullanılır. Su, gittikçe daha küçük olan bir dizi filtreden geçirilir, böylece gözle görülebilen tüm parçacıklar uzaklaştırılır. Bu yöntem dünya çapında yaygın olarak kullanılmasına rağmen, her bir yer, maksimum verimlilik için sistemi tasarlamak ve uygulamak için atık su arıtma mühendisliği uzmanlarına ihtiyaç duymaktadır.
Atık suların kimyasallarla arıtılması, Kuzey Amerika ve Avrupa'nın bazı bölgelerinde tartışmalı bir konudur. Kullanılan kimyasalların hem insanlar hem de yerel çevre için uzun vadeli sağlık sonuçları doğurduğu endişesi artmaktadır. Her ne kadar genel olarak hastalıkların yayılmasını azaltmak için kimyasal arıtmanın gerekli olduğu kabul edilmekle birlikte, birçok atık su arıtma mühendisliği firması sert kimyasallara olan ihtiyacı azaltan alternatif işlemler bulmaya kendini adamıştır.
Doğal proseslerin atık su arıtma tesislerine dahil edilmesi zordur, çünkü bu teknikler tipik olarak doğal olarak oluşturulmuş şelalelerin, kayalık oluşumların veya atık suyun arıtılması için diğer yöntemlerin kullanılmasıdır. Genel olarak, bu teknikler yalnızca 250 kişiden az kırsal köyler gibi çok küçük topluluklar için uygundur. Bir topluluk önemli düzeyde bir atık su oluşturduğunda, doğal çevre üzerindeki etki bu tekniklerin kullanılmaya devam etmesine izin vermeyecek kadar ağırdır.
Katı atık çamurunun işlenmesi, atık su arıtma mühendisliğinde tekrar eden bir konudur. Genel olarak bu malzeme katı hale gelinceye kadar birkaç işlemden geçirilir. Bu noktada, biyolojik olarak tehlikeli bir madde olarak atılmaktadır. Mevcut yöntemler çok kaynak yoğun olduğu için alternatif yöntemler araştırılmaktadır.
