Un impianto di depurazione tradizionale è un complesso sistema che permette, attraverso una serie di trattamenti meccanici e biologici, di trattenere le sostanze inquinanti contenute nell'acqua da depurare. Le acque che pervengono all'impianto dalla fognatura comunale derivano nella maggior parte dei casi da insediamenti "civili", cioè da quel complesso di utenze che fanno parte della vita quotidiana: quindi non solo le fognature di casa ma anche quelle dei negozi annessi, dei distributori di benzina, delle scuole, degli ospedali. In quantità molto variabile, dipendentemente dal particolare sviluppo delle città, è presente nel liquame fognario l'inquinamento industriale, dovuto alla presenza di fabbriche e in genere di insediamenti destinati alla produzione di beni. La caratterizzazione delle sostanze contenute nelle acque industriali è di norma molto difficile perchè dipende da cosa viene prodotto, e talvolta sono necessari importanti trattamenti preliminari sul liquame prima dell'immissione nella fognatura per la definitiva depurazione; in altri casi la depurazione dei liquami industriali non è possibile con il trattamento biologico per cui si rende necessaria l'adozione di processi chimici e fisici. Presupposto perchè possa essere adottata una depurazione biologica è che il liquame sia "biodegradabile". Questa magica parola viene spesso usata in modo improprio per definire qualcosa che non inquina (la carta è biodegradabile, i detersivi riportano sulla confezione diciture quali "biodegradabilità superiore al 90%"), mentre è spesso fra la cause della scarsa qualità delle acque dei nostri fiumi.

La "biodegradabilità" consiste nella capacità di alcuni microorganismi presenti nell'acqua di demolire le sostanze inquinanti contenute in essa cibandosi di tali sostanze con l'utilizzo di ossigeno. Tale processo, chiamato talvolta "autodepurazione", avviene di norma nei fiumi e nel mare ove vengono scaricati i reflui di fognatura, ma con tempi lentissimi e sfruttando la combinazione di più fattori che contribuiscono alla riuscita del fenomeno. E' chiaro che non è conseguibile la depurazione delle acque di fognatura di una grande città sfruttando il fenomeno di autodepurazione di un piccolo fiume nel caso vi venissero sversate tali acque. Però in condizioni controllate, cioè in un depuratore, si può ottenere lo stesso effetto: l“ i microorganismi possono condurre la normale vita quotidiana mangiando, respirando, crescendo e riproducendosi come un essere umano. Gli impianti di depurazione tuttavia non sono in grado, se non a costi altissimi, di depurare le acque fino a portarle al loro stato originario (ad esempio quello dell'acqua potabile), ma vengono progettati per scaricare le acque nei corpi ricettori (fiumi o mari) con caratteristiche tali da poter poi permettere il conseguimento del risultato finale mediante la capacità di autodepurazione del fiume stesso.
Ovviamente, è tanto più difficile ripulire le acque inquinate quanto più queste contengono sostanze difficili da rimuovere o non biodegradabili e tanto più la situazione del fiume nel quale si sversano le acque è lontana da quella di una sorgente di acqua pulita. Si comprende perciò quanto sia importante evitare il più possibile gli sprechi di risorse e rispettare l'ambiente a partire dalle nostre case, utilizzando ad esempio recipienti di dimensioni adeguate agli effettivi usi (si impiega molto più detersivo, a parità di sporcizia, perchè lo sporco è distribuito in uno spazio più grande), o evitando di adoperare ogni volta un nuovo bicchiere quando si beve l'aranciata. In questo modo viene contaminata una maggior quantità di acqua pulita inutilmente. Si dirà: l'inquinante è più diluito quindi è meno "sporco". Questo frequente errore può essere compreso pensando al tempo che si impiega cercando di raccogliere in una giornata di vento un foglio di carta intero o lo stesso foglio di carta dopo averlo ritagliato in piccoli pezzetti: il carico inquinante resta invariato, ma i tempi didepurazione si allungano.
Tornando al cielo depurativo di un impianto tradizionale, di seguito viene illustrato cosa avviene all'interno di un depuratore per acque di fognatura di un normale paese a noi familiare.

Le sostanze contenute nelle acque di fognatura si dividono in tre categorie fondamentali, che danno luogo alle relative fasi di trattamento:
a) Sostanze grossolane, quali pannolini, bastoncini cotonati, residui dell'alimentazione umana e altro, separabili con i sistemi meccanici più avanti descritti. b) Sostanze disciolte, costituite da materiali che danno al liquame caratteristiche altamente inquinanti ma che non possono essere rimosse con un normale processo di filtrazione. Per far ciò si sfrutta il processo biologico: si fanno cioè crescere in ambiente controllato (costituito da grandi vasche) gli stessi microorganismi che operano l'autodepurazione dei fiumi, e quando questi sono abbastanza sviluppati, si separano facilmente dall'acqua e si fanno essiccare. c) Microorganismi patogeni (cioè capaci di procurare disturbi e malattie) normalmente presenti nelle deiezioni umane, che vengono eliminati mediante processi di disinfezione quando sussiste un pericolo per la tutela della salute pubblica.

Ciascun tipo di inquinante elencato da a) a c), se presente nelle fasi successive ne ostacola il processo di depurazione. Per tale motivo gli impianti di depurazione sono costituiti dalle seguenti fasi di trattamento:
- la grigliatura
- la dissabblatura/disoleatura
- la sedimentazione primaria
- l'ossidazione biologica
- la sedimentazione finale
- la disinfezione.

I microorganismi estratti dall'impianto prendono il nome di "fanghi" e vengono sottoposti a trattamento di "stabilizzazione" e "disidratazione" prima di essere portati alle discariche come materiale di rifiuto o, se possibile, utilizzati come concime organico e quindi reimmessi nel ciclo ambientale.

Descriveremo ora nel dettaglio i cieli di trattamento sopra elencati, che sono stati riportati secondo l'ordine con cui si effettuano negli impianti di depurazione.

La grigliatura serve a trattenere le sostanze grossolane che altrimenti danneggerebbero gravemente le macchine dell'impianto. E'il trattamento più semplice ma anche il più importante. Un impianto che funziona bene ha un sistema di grigliatura efficiente; per trattenere i corpi grossolani si inseriscono delle barre nel canale di alimentazione dell'impianto e si asportano i materiali trattenuti con pettini meccanici.
La distanza fra le barre va da pochi millimetri ad alcuni centimetri a seconda delle sostanze che si intendono trattenere, considerando però che più vicine sono le barre, maggiore é il rischio di intasamento e più frequente deve essere la pulizia.
La dissabbiatura/disoleatura viene fatta in vasche nelle quali si immette aria che favorisce il galleggiamento delle sostanze grasse e in cui si raccolgono le Il sabbie", cio" quei residui pesanti provenienti dalla terra e polvere deve strade, e altre sostanze che tendono a fermarsi rapidamente sul fondo della vasca.

La sedimentazione primaria è costituita da una o più vasche nelle quali l'acqua viene fatta passare cos“ lentamente che possono essere separate per decantazione (cioè sfruttando la forza di gravità) altre sostanze che in precedenza non hanno fatto a tempo a sedimentare. Per fare un esempio, se mantenete in agitazione i fondi del tè in una tazza e poi arrestate l'agitazione, noterete che a poco a poco questi tendono ad accumularsi sul fondo.

Con la sedimentazione primaria viene eliminato circa un quarto dell'inquinamento biologico e la totalità delle sostanze grossolane. Non tutti gli impianti sono dotati però di questo trattamento: negli impianti di piccole dimensioni infatti, i costi elevati di costruzione delle vasche fanno s“ che il trattamento depurativo venga affidato alla sola fase biologica e alla sedimentazione finale.

La fase biologica viene attuata mediante le rispettive fasi di ossidazione biologica e sedimentazione finale, tra loro intimamente connesse. Con la prima infatti, fornendo grandi quantità di aria e di nutrimento (costituito dall'acqua inquinata), si permette a milioni di microorganismi di crescere a tal punto da divenire "sedimentabili" ed essere estratti nella successiva vasca. La fase di ossidazione può quindi essere vista come una palestra in cui un certo numero di atleti, giunto alla fine di un determinato cielo di esercizi è fisicamente pronto per sostenere la gara.

Dopo la sedimentazione finale l'acqua si presenta gradevole alla vista, ma contiene batteri e virus che possono attentare alla salute dell'uomo. Ad evitare ciò, l'acqua depurata viene fatta passare attraverso una grossa vasca a "labirinto", nella quale vengono immesse sostanze disinfettanti (di norma a base di cloro, come la comune candeggina) che provvedono all'eliminazione di tali organismi. E' la fase di disinfezione.
I microorganismi "adulti" estratti dal sedimentatore finale diventano "fanghi biologici". L'aspetto di questi fanghi, per consistenza e colore è in realtà simile al caffè, ma poichè sono costituiti dall'inquinamento che prima era nell'acqua di fogna, devono essere "stabilizzati". Occorre cioè evitare due problemi: il fatto che questi diano luogo a puzze indesiderate e inoltre, essendo costituiti in gran parte di acqua, devono essere "strizzati" il più possibile per occupare il minor spazio.
Per la stabilizzazione dei fanghi si effettua la digestione, che può essere di tipo aerobico o anaerobico. Nel primo caso si mettono i fanghi in una grossa vasca e si fornisce loro per un certo periodo di tempo dell'aria, fino a quando questi microorganismi si mineralizzano, anche per mancanza di cibo. Nel secondo caso si mettono i fanghi in un grosso contenitore stagno e senza fornire loro aria, buona parte di questi microorganismi è in grado di adeguarsi alla situazione e sopravvivere per alcuni giorni trasformandosi in produttori di un gas chiamato "biogas" che potrà essere bruciato. Poichè il contenitore e le macchine per bruciare il biogas sono molto costose, la digestione anaerobica viene preferita a quella aerobica solo negli impianti di grandi dimensioni.

Una volta che i fanghi, ancora allo stato liquido, sono stati stabilizzati, vengono portati nelle discariche oppure utilizzati come concime in agricoltura, non essendo infatti più nocivi come quando lo erano nell'acqua di fognatura. Per facilitare il trasporto e ridurre i costi di smaltimento, i fanghi vengono sottoposti al trattamento di disidratazione, mediante grosse presse che "strizzano" i fanghi ed eliminano l'acqua in eccesso. Il contenuto d'acqua nel fanghi passa dal 96% al 75% circa; anche se può sembrare poco, l'aspetto dei fanghi passa da liquido a "palabile", cioè simile a terriccio facilmente trasportabile sul camion.