การบำบัดระดับตติยภูมิเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการบำบัดที่น้ำเสียต้องผ่านก่อนที่จะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม กระบวนการนี้มีสี่หรือห้าขั้นตอน เหล่านี้คือการบำบัดน้ำเสียเบื้องต้น, ขั้นต้น, ระดับรองและระดับอุดมศึกษา บางครั้งตามด้วยขั้นตอนเพิ่มเติม การบำบัดระดับตติยภูมิมีหลายประเภทซึ่งทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงคุณภาพของเสียเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่ปล่อยออกมา
การบำบัดน้ำเสียอย่างกว้างขวางเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากมีสารปนเปื้อนต่าง ๆ จำนวนมากซึ่งอาจมีอยู่ในน้ำเสีย น้ำเสียถูกสร้างขึ้นโดยบ้านธุรกิจและอาคารสาธารณะเช่นโรงเรียนและโรงพยาบาลและในบางพื้นที่โรงงานอุตสาหกรรมเช่นกัน สิ่งปฏิกูลมีสารปนเปื้อนจากทุกสถานที่เหล่านี้รวมถึงของเสียจากสิ่งแวดล้อมดินน้ำฝนของเสียจากสัตว์และของเสียอื่น ๆ ที่เข้าสู่ระบบน้ำพายุ
กระบวนการบำบัดน้ำเสียมีความยาว ขั้นตอนการรักษาเบื้องต้นเกี่ยวข้องกับการกำจัดเศษชิ้นส่วนขนาดใหญ่ผ่านการกรอง ในการบำบัดขั้นต้นน้ำจะถูกส่งไปยังถังขนาดใหญ่และได้รับอนุญาตให้ทำการกำจัดของแข็ง การบำบัดขั้นที่สองใช้จุลินทรีย์เพื่อกำจัดของแข็งที่ปนเปื้อนออกไป ถัดไปน้ำเสียจะต้องผ่านการบำบัดในระดับอุดมศึกษาและในที่สุดมันอาจผ่านขั้นตอนการตกตะกอนที่สองเพื่อกำจัดอนุภาคที่เหลืออยู่
การบำบัดระดับตติยภูมิซึ่งเรียกกันว่าการขัดผิวด้วยน้ำทิ้งนั้นดำเนินการเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำ โรงบำบัดน้ำเสียส่วนใหญ่ใช้กระบวนการบำบัดน้ำเสียขั้นต่ำอย่างน้อยหนึ่งแห่งและบางแห่งใช้น้ำเสียสองแห่งหรือมากกว่าในการกำจัดสิ่งปนเปื้อน กระบวนการระดับอุดมศึกษาประกอบด้วยการกรองทะเลสาบการกำจัดสารอาหารและการฆ่าเชื้อโรค
การกรองเป็นวิธีการทั่วไปของการรักษาระดับตติยภูมิที่มีทรายหรือถ่านกัมมันต์ที่ใช้ในการกรองน้ำเสีย น้ำถูกส่งผ่านเตียงของทรายหรือถ่านทำให้อนุภาคในน้ำเกาะติดกับแผ่นกรองแล้วเอาออกจากน้ำ ลากูนเป็นวิธีการเก็บน้ำไว้ในบ่อที่มนุษย์สร้างขึ้น ในระหว่างกระบวนการนี้พืชและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่ในน้ำจะช่วยปรับปรุงคุณภาพน้ำโดยการกลืนอนุภาคที่เหลืออยู่
ในบางสถานที่สารอาหารในระดับสูงเช่นฟอสฟอรัสและไนโตรเจนจะต้องถูกกำจัดออกจากน้ำเสียก่อนที่จะถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อม สิ่งนี้สำคัญเพราะหากสารอาหารเหล่านี้ไม่ได้ถูกกำจัดออกจากน้ำพวกมันสามารถกระตุ้นให้เกิดการเจริญเติบโตของสาหร่ายขนาดใหญ่ทำให้เกิดความไม่สมดุลของระบบนิเวศ การกำจัดสารอาหารจะดำเนินการโดยแบคทีเรียที่มีอยู่ในน้ำเสียซึ่งเปลี่ยนสารอาหารให้อยู่ในรูปแบบที่สามารถกำจัดได้จากน้ำ
กระบวนการตติยภูมิขั้นสุดท้ายที่จะดำเนินการคือการฆ่าเชื้อโรคซึ่งโดยทั่วไปจะดำเนินการด้วยการเติมคลอรีนลงในน้ำเสีย กระบวนการนี้ใช้เพื่อฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ที่มีอยู่ในน้ำเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของขยะ น้ำคลอรีนเป็นหนึ่งในรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของการฆ่าเชื้อเนื่องจากเป็นกระบวนการที่ไม่แพงและค่อนข้างง่าย
