Biologiczna oczyszczalnia ścieków to zakład, w którym ma miejsce intensywna hodowla mikroorganizmów w skali technicznej, które wykorzystują substancje organiczne obecne w ściekach jako źródło węgla i energii konieczne do procesów życiowych. Jest to w istocie zintensyfikowany proces samooczyszczania powszechnie występujący w przyrodzie. 

W procesie usuwania materii organicznej ze ścieków jej część zostaje skumulowana w wytworzonej biomasie, a część ulega biologicznemu spaleniu z wytworzeniem energii koniecznej w procesach metabolicznych. W zależności od obecności lub braku tlenu w hodowli pewna jej ilość jest też spalana do dwutlenku węgla i wody (~50% w warunkach tlenowych) lub powstaje metan i dwutlenek węgla (95% w warunkach beztlenowych). Ze 100 kg materii organicznej obecnej w ściekach w hodowlach prowadzonych w warunkach tlenowych powstaje około 50 kg nadmiernego osadu, a w warunkach beztlenowych tylko 5 kg (zwykle 10 razy mniej).
Struktury tworzone przez wspólnoty mikroorganizmów
W zależności od wielu różnych czynników fizyko-chemicznych wspólnota mikroorganizmów w hodowlach z ciągłym przepływem ścieków może tworzyć jedną z trzech struktur: kłaczki osadu czynnego, biofilm lub osad granularny. We wszystkich przypadkach lepiszczem trzech różnych struktur jest głównie egzopolisacharyd (EPS), związek lipidowo-białkowo-polisacharydowy, z dodatkiem kwasów nukleinowych i kwasów humusowych, produkowany głównie...