Le traitement biologique des eaux usées est une étape de traitement très efficace et courante dans de nombreuses installations de traitement des eaux usées industrielles et municipales. 

On distingue deux types de traitement biologique des eaux usées  :

Le traitement anaérobie :

 Les systèmes de traitement anaérobie des eaux usées n’ont pas besoin d’oxygène pour fonctionner. Ils utilisent des bactéries pour décomposer la DBO, la DCO et d’autres polluants organiques en l’absence d’oxygène. Cela réduit les coûts associés au fonctionnement du système car il ne nécessite pas d’air supplémentaire. Un système anaérobie peut traiter des concentrations élevées de DBO/DCO dans les eaux usées grâce aux bilans énergétiques positifs obtenus grâce à la digestion anaérobie. 

Les bactéries produisent du biogaz comme sous-produit de la digestion anaérobie. Cela peut être utilisé pour générer de l’électricité ou de la chaleur dans une chaudière. Les bactéries produisent également moins de boues que les systèmes de digestion aérobie.

Le traitement aérobie :

 Par contre les systèmes aérobie Les systèmes de traitement des eaux usées aérobies impliquent l’ajout d’air (oxygène) au réacteur d’eaux usées. Ces systèmes peuvent réduire efficacement la DBO et la DCO à des niveaux très bas. Dans de nombreux cas, les systèmes aérobies sont utilisés en conjonction avec des systèmes anaérobies pour purifier les flux d’eaux usées afin d’en éliminer les nutriments ou pour les purifier avant leur rejet. 

Ces systèmes sont également très résistants aux changements de température et peuvent être utilisés efficacement dans presque tous les climats. De plus, ces systèmes peuvent être installés en série ou combinés pour augmenter la capacité de traitement.

Systèmes aérobies courants :

• MBBR (Réacteur Biologique à Garnissage en Suspension);
• Boues activées;
• Réacteurs biologiques séquentiels;
• MBR aérobie (bioréacteurs à membrane);
• Lagunes;
• Fossés d’oxydation.