یکی از مهمترین و متداولترین روش‌های تصفیه پساب‌های شهری و صنعتی، استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی تصفیه است. هدف اصلی در این فرآیند تبدیل مواد آلی به محصولات ثانویه، با استفاده از موجودات ریز ذره‌بینی (میکروارگانیسم‌ها) است به نحوی که محصولات تولید شده برای محیط زیست کم‌ضرر یا بی‌ضرر یا قابل جداسازی باشند.

 در این فرآیند انواع موجودات ریز ذره‌بینی از جمله باکتریها، پروتوزوآها، روتیفرها، نماتدها، قارچ‌ها و جلبک‌ها نقش فعالی دارند.کاربردهای مهم این فرآیند در تصفیه پساب‌ها عبارتند از:

1. حذف مواد آلی که معمولا بر اساس کل کربن آلی (TOC)، کربن آلی فرار (VOC)، کربن آلی انسان ساخت (SOC) و COD سنجیده می‌شود.
2. پدیده نیتریفیکاسیون و دی‌نیتریفیکاسیون
3. حذف فسفر
4. تثبیت یا هضم لجن
5. حذف و یا کاهش سایر آلاینده‌ها  مانند برخی فلزات سنگین

فرآیندهای بیولوژیکی را میتوان براساس پارامترهای مختلف تقسیم بندی نمود که مهمترین آنها عبارتند از:

تقسیم‌بندی بر اساس محیط بیوشیمیایی

• فرآیندهای هوازی که در آن فعالیت بیولوژیکی در حضور اکسیژن انجام می شود.
• فرآیندهای بی هوازی که در آن فعالیت بیولوژیکی در غیاب اکسیژن انجام می شود.
• فرآیندهای انوکسیک
• فرآیندهای ترکیبی ( هوازی، بی هوازی و انوکسیک)
• رشد معلق (Suspended Growth) که در آن موجودات ریز ذره‌بینی به صورت ذرات معلق در مایع رشد می‌کنند.
• رشد چسبنده (Attached Growth) که در آن موجودات ریز ذره‌بینی بر روی یک بستر ثابت از جنس سنگ، ترکیبات پلیمری و... رشد می‌کنند.
• رشد ترکیبی(Suspended & Attached Growth)  که در آن موجودات ریز ذره‌بینی هم به صورت معلق و هم چسبیده رشد می‌کنند.

تقسیم‌بندی براساس محیط رشد(بستر رشد)

در جدول شماره1 مهمترین روش‌های بیولوژیکی تصفیه پساب ارائه شده است.

جدول1. مهمترین روش‌های بیولوژیکی تصفیه پساب