Наиболее эффективным в настоящее время является биологический метод очистки сточных вод

Большое количество органических веществ, содержащихся в сточных водах, является благоприятной питательной средой для микроорганизмов (бактерий), которые способны поглощать в процессе своей жизнедеятельности различные органические вещества. Именно на этом свойстве микроорганизмов основан биологический метод очистки бытовых стоков. В процессе дыхания микроорганизмов, вредные органические вещества окисляются и происходит их распад на безвредные. Благодаря этому, воды теряют склонность к загниванию, становятся прозрачными, значительно снижается их бактериальное загрязнение.

В минерализации органических соединений сточных вод участвуют бактерии, которые в зависимости от их отношения к кислороду делятся на две группы: аэробы (использующие при своём дыхании растворённый в воде кислород) и анаэробы (развивающиеся в отсутствии свободного кислорода). Анаэробная (без доступа воздуха) минерализация осуществляется в железобетонных ёмкостях (метантенках, септиках, двухъярусных отстойниках), где идёт сбраживание органических загрязнителей при помощи метанобразующих бактерий. Основной недостаток анаэробной очистки — это выделение биогаза (метана), и как следствие, образование неприятных запахов, что небезопасно (неприятно) в санитарном отношении.

Принцип действия большинства современных очистных сооружений основан на использовании аэробных процессов. Аэробная минерализация происходит на полях орошения, полях фильтрации, в биологических прудах, каналах, на биофильтрах, в специальных ёмкостях — аэротенках.

Для строительства автономных систем канализации наиболее удобны биофильтры и аэротенки. В этих системах искусственно создаются такие условия, при которых жизнедеятельность микроорганизмов происходит наиболее интенсивно.

Биофильтр представляет собой резервуар с двойным дном, наполненный крупнозернистым фильтрующим материалом (керамзитом, шлаком, гравием и др.). Сточная вода, проходя через фильтрующий материал, образует на его поверхности биологическую плёнку из скоплений микроорганизмов, разрушающих органические вещества сточных вод.

Аэротенк — резервуар, в который осуществляется интенсивная подача воздуха (этот процесс называется аэрация). Во время биологической очистки в аэротенке из взвешенных в сточной жидкости частиц с размножающимися на них микроорганизмами создаётся активный ил. Активный ил значительно ускоряет и улучшает процессы окисления и очистки сточных вод, поглощая органические вещества и бактерий. Микробы жидкости, в том числе и болезнетворные, адсорбируются активным илом, погибают или становятся его активными агентами. Общепризнано, что аэротенк — это наиболее эффективное сооружение биологической очистки хозяйственно-бытовых стоков и на протяжении многих лет широко применяется на больших станциях очистки сточных вод.