Nach Gründung des Abwasserzweckverbandes für die Gemeinden im oberen Einzugsbereich der Ill wurde im Jahre 1963 der Planungsauftrag für die entsprechende Kläranlage erteilt. Der Entwurf wurde im Juli 1965 vorgelegt und die Anlage in den Jahren 1967 - 1969 ausgeführt.

Der Entwurf sah eine zentrale Kläranlage für die Gemeinden Hirzweiler, Hüttigweiler, Illingen, Stennweiler, Uchtelfangen, Welschbach, Wemmetsweiler (teilweise) und Wustweiler vor.
Die Gemeinden Göttelborn und Merchweiler wurden im Rahmen einer öffentlich-rechtlichen Vereinbarung an den Hauptsammler Wemmetsweiler-Illingen angeschlossen und leiteten so ihre Abwässer der Zentralkläranlage Illtal zu.

Einen wesentlichen Anteil der Abwasserbelastung der Kläranlage lieferten die Fleischwerke Höll in Illingen.

Erste Entwurfsgrundlagen wurden vom Abwasserverband Saar, der auch die endgültige Planung der Anlage übernahm, in den Jahren 1959 und 1962 in Form wirtschaftlich-technischer Untersuchungen erarbeitet. Sie waren entscheidend für den Entschluss der Zweckverbandsgründung.