Un méga-tsunami (hauteur sur la côte 10 m), provoqué par un important séisme (Mw = 9, le grand séisme du Tohoku), submerge à 15h50 la plus importante station de traitement des eaux usées de la ville de Sendai (700 000 équivalents-habitants) localisée à 700 m du bord de mer. Conformément aux consignes de sécurité, les 101 employés et sous-traitants présents se réfugient dans le bâtiment administratif dès la fin des premières secousses sismiques à 14h50, car celui-ci est aux dernières normes parasismiques. Le site est complètement inondé sur 10 m de haut à 16h50, le tsunami ayant submergé la digue de protection à l’arrière du site et s’étant propagé par l’embouchure de la rivière qui borde la station. Les employés sont montés sur le toit du bâtiment dès réception de l’alerte tsunami où ils se retrouvent bloqués pendant la nuit sous la tempête de neige en cours ; ils sont évacués le lendemain matin par un hélicoptère des forces armées. La plupart des équipements mécaniques, électriques et électroniques sont détruits (salle de contrôle, pylônes et transformateurs électriques, pompes, système d’aération, instrumentation, four d’incinération), les tuyauteries arrachées ou endommagées, les bassins sont remplis de débris et de sédiments, un bassin de décantation fuit au niveau d’un joint d’expansion, les terrains au pied des ouvrages et les voiries sont érodés par le reflux du tsunami, les murs des bâtiments en béton situés en première ligne derrière la digue ébréchée sont défoncés. Le montant des dommages est évalué à 800 millions d’Euros (2011) et la durée des travaux de remise en état à 4 années. Pour éviter des pollutions organiques du milieux, un traitement minimal d’urgence est mis en place après la décantation primaire (tablettes de chlore) dès les premières semaines, et un système mobile de séchage des boues primaires un mois après la catastrophe.

Pour mieux se protéger de futurs tsunamis, l’exploitant de la station prévoit de recouvrir de béton les bassins de traitement et les canaux, de rendre résistants à l’eau les équipement vulnérables qui ne peuvent être mis en hauteur et de positionner les portes et les fenêtres des bâtiments de première ligne parallèles au flux probable d’un tsunami.