Kolmanda astme puhastus on osa puhastusprotsessist, mille reovesi peab enne keskkonda suunamist läbima. Protsess koosneb neljast või viiest etapist. Need on esialgne, esmane, sekundaarne ja tertsiaarne reoveepuhastus; mõnikord järgneb sellele täiendav samm. Kolmanda astme töötlemist on mitut erinevat tüüpi, mis kõik hõlmavad jäätmete kvaliteedi parandamist, et vähendada nende mõju keskkonnale, kuhu need lastakse.
Reovee ulatuslik puhastamine on vajalik suure hulga erinevate saasteainete tõttu, mis võivad reovees esineda. Reovett tekitavad kodud, ettevõtted ja avalikud hooned, nagu koolid ja haiglad, ning mõnes piirkonnas ka tööstusettevõtted. Reovesi sisaldab kõigist nendest kohtadest pärit saasteaineid, samuti keskkonnajäätmeid pinnasest, vihmaveest, loomsetest jäätmetest ja muudest sademeveesüsteemidesse sattuvatest jäätmetest.
Reoveepuhastusprotsess on pikk. Eeltöötlusetapp hõlmab suurte prahitükkide eemaldamist filtreerimise teel. Esmasel töötlemisel juhitakse vesi suurtesse mahutitesse ja lastakse tahkete osakeste eemaldamiseks settida. Teises töötlemises kasutatakse mikroorganisme, et eemaldada rohkem saastavaid tahkeid aineid. Järgmisena läbib reovesi kolmanda astme ja lõpuks võib see läbida teise settimisprotsessi, et eemaldada kõik järelejäänud tahked osakesed.
Veekvaliteedi parandamiseks viiakse läbi tertsiaarne puhastus, mida nimetatakse ka heitvee poleerimiseks. Enamikus reoveejaamades kasutatakse vähemalt ühte tertsiaarset veepuhastusprotsessi ja mõned kasutavad reovee puhastamiseks kahte või enamat. Tertsiaarsed protsessid hõlmavad filtreerimist, laguunimist, toitainete eemaldamist ja desinfitseerimist.
Filtreerimine on tavaline tertsiaarse puhastuse meetod, mille käigus reovee filtreerimiseks kasutatakse kas liiva või aktiivsütt. Vesi juhitakse läbi liiva- või söekihi, võimaldades vees leiduvatel osakestel kleepuda filtrikeskkonnale, eemaldades selle veest. Laguunimine on meetod, mille puhul vett hoitakse mõnda aega inimtekkelistes tiikides. Selle protsessi käigus parandavad vees elavad taimed ja selgrootud loomad vee kvaliteeti, neelades alla järelejäänud tahkeid osakesi.
Mõnes kohas tuleb enne keskkonda sattumist reoveest eemaldada suur hulk toitaineid, nagu fosfor ja lämmastik. See on oluline, sest kui neid toitaineid veest ei eemaldata, võivad need esile kutsuda ulatusliku vetikate väljakasvu, põhjustades ökosüsteemi tasakaalustamatust. Toitainete eemaldamist teostavad reovees leiduvad bakterid, mis muudavad toitained veest eemaldatavateks vormideks.
Viimane teostatav tertsiaarne protsess on desinfitseerimine, mis tavaliselt viiakse läbi reoveele kloori lisamisega. Seda protsessi kasutatakse vees leiduvate mikroorganismide hävitamiseks, et vähendada jäätmete keskkonnamõju. Vee kloorimine on üks levinumaid desinfitseerimisviise, kuna see on odav ja suhteliselt lihtne protsess.