Kolejną metodą oczyszczania jest proces biologiczny, w którym usuwane są  zanieczyszczenia biologicznie rozkładalne, przy pomocy mikroorganizmów w postaci osadu czynnego lub tworzących biomasę. W tej reakcji powstaje woda i dwutlenek węgla, jako efekt pracy mikroorganizmów w warunkach tlenowych (nitryfikacja) lub metan oraz dwutlenek węgla, przy warunkach beztlenowych (denitryfikacja). Powstaje również nadmierna ilość materii organicznej, która oddzielana jest w osadnikach wtórnych. Ostatnim etapem oczyszczanie ścieków jest proces chemiczny, przy użyciu koagulantów, których zadaniem jest przyspieszenie sedymentacji zawiesiny organicznej. W tej metodzie usuwane są ścieki, które nie mogą być rozłożone biologicznie, z pomocą koagulacji, sorpcji i chlorowania, co przyczynia się do zniszczenia chorobotwórczych bakterii i niemiłego zapachu.