עד לסוף שנות השמונים של המאה הקודמת המים שנוקזו מהכלים הסניטריים ומהמפעלים הלכו היישר אל מערכת הביוב שהוציאה אותם בים, תוך יצירת מפגעים סביבתיים ובריאותיים חמורים. הצורך במערכת טיהור שפכים משוכללת ומתקדמת היה חיוני, במיוחד בערים הגדולות. מכון טיהור השפכים הראשון בארץ הופעל בשנת 87 ומשרת את כל ערי גוש דן.
מכון טיהור שפכים הוא מערכת מורכבת בה ההמים המזוהמים (השפכים) מטופלים בטכנולוגיות שונות, תוך עיבוד המזהמים והפרדתם מהמים המכילים אותם. בסופו של התהליך מתקבלים מי קולחין – מים שאינם מכילים מזהמים ויכולים לשמש שוב לצרכי חקלאות. כתוצאה מכך מושגות מספר מטרות חשובות. ראשית כל, נמנע זיהום סביבתי הנובע משפיכת המים המזוהמים אל הים או אל הקרקע. יש לציין שנזק רב במיוחד נמנע כתוצאה מכך שלא שופכים מים מזוהים אל מקורות מי שתיה (נחלים, אגמים והאקוויפר). מי הקולחין ששבים לשימוש נוסף בחקלאות מאפשרים חסכון משמעותי במים – וזו המטרה הנוספת והחשובה של מערכות טיהור שפכים.
יש לציין שטכנולוגיית טיהור השפכים חייבת להיות נקייה וידידותית לסביבה, אחרת נחליף זיהום בזיהום. לכן במכוני טיהור השפכים המתקדמים נעשה שימוש בתהליכים מכאניים ובתהליכים ביולוגיים טבעיים בלבד. התהליכים המכניים כוללים סינון ושיקוע, ואילו התהליכים הביולוגיים מבוססים על שימוש בחיידקים הניזונים מהמזהמים המצויים בשפכים. הטיפול הביולוגי משולב עם טיפול מכאני – החמצן ההכרחי להתקיימותם ולהתרבותם של החיידקים הטובים המעכלים את השפכים מוחדר אל המים באמצעות מכונות סחרור וערבול.
טכנולוגיה מתקדמת זו החליפה את שיטת בריכות החמצון, בה הוחזקו השפכים בבריכות פתוחות לצורך עיבוד השפכים על ידי אצות. שיטה זו של אגני חמצון דרשה שטחים עצומים ויצרה לעתים מפגעי ריח ויתושים. בנוסף, פותחו מערכות טיהור וטיפול בשפכים המיועדות לצרכנים קטנים יותר, כגון תחנות דלק, בתי מלאכה ואפילו וילות.
לסיכום, טיהור שפכים – הן הביתיים והן התעשייתיים – הוא חיוני במדינות תעשייתיות מפותחות, המייצרות יותר ויותר שפכים עם הגידול הטבעי באוכלוסיה ועם הגברת הצריכה האופיינית למדינות אלה. המטרה צריכה להיות מניעה מוחלטת של זיהום סביבתי וטיפול בכל השפכים המיוצרים, ויש לפעול להשגת מטרה זו באמצעות אכיפת החוקים והמשך שכלול הטכנולוגיות הקיימות.