La aireación es el proceso de añadir aire a las aguas residuales para permitir. La biodegradación aeróbica de los componentes contaminantes. A diferencia del tratamiento químico, la aireación potencia el tratamiento biológico, utiliza microorganismos que se encuentran de forma natural en las aguas residuales para degradar los contaminantes de las mismas. La aireación pone el agua y el aire en estrecho contacto para A) añadir un gas como el oxígeno y también para B) eliminar los gases disueltos (como el dióxido de carbono) y C) oxidar los metales disueltos como el hierro, el sulfuro de hidrógeno y los productos químicos orgánicos volátiles (COV). La aireación es el primer proceso importante en la planta de tratamiento. Los componentes se eliminan o modifican antes de que puedan interferir en los procesos de tratamiento. La eficacia de la aireación depende de la cantidad de contacto superficial entre el aire y el agua, que se controla principalmente por el tamaño de la burbuja de aire. Los componentes comúnmente afectados por la aireación son COV, como el benceno, el tricloroetileno, el dicloroetileno y el percloroetileno, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, cloro, dióxido de carbono, metano, hierro y manganeso.

La aireación del agua suele ser necesaria en las masas de agua que sufren condiciones de bajo oxígeno. Causadas por vertidos de aguas residuales, escorrentías agrícolas o lluvias torrenciales. Durante las lluvias intensas, enormes masas de agua de lluvia llenan los ríos y los cursos de agua y aumentan la DBO (demanda biológica de oxígeno) y la DQO (demanda química de oxígeno) del agua. El resultado es que los niveles de oxígeno en el agua disminuyen poniendo en peligro la vida acuática y liberando sustancias químicas. La aireación proporciona oxígeno a las bacterias para tratar y estabilizar las aguas residuales. Las bacterias necesitan el oxígeno para permitir la biodegradación. El O2 es utilizado por las bacterias en el agua para descomponer la materia orgánica que contiene carbono. Sin suficiente oxígeno disuelto, la degradación se produce y el proceso biológico convierte el hidrógeno y el azufre para formar sulfuro de hidrógeno y metano.