Atık sular içinde bulunan organik maddelerin mikroorganizmalar yardımıyla karbondioksit, su ve yeni mikroorganizma hücrelerine dönüştürülmesi işlemlerine biyolojik arıtma denilmektedir.

        Atık su içinde bulunan ve çevreye verilmeleri durumunda kirletici olarak değerlendirilecek olan organik maddeler, mikroorganizmalar tarafından besin maddesi olarak kabul edilmekte ve bu maddeleri canlı faaliyetleri için kullanabilen mikroorganizmalar bu şekilde atık suyu temizlemektedir.

       Biyolojik arıtma için mikroorganizmaların temel ihtiyaçları olan besin maddeleri ve oksijenin sisteme verilmesi gereklidir. Besin maddeleri atık suiçinde mevcut olduğundan dışarıdan sadece oksijen verilmesi yeterli olmaktadır.

       Oksijen sisteme hava verilmesi ile temin edilir. Hava verilmesi aynı zamanda atık su ile mikroorganizma karışımının homojen olmasına ve reaksiyonların tankların içinde uniform olarak gerçekleşmesine yardımcı olur. 

       Yeterli süre havalandırılan mikroorganizma-atık su karışımı durgun şartlarda kendi halinde bırakıldığında mikroorganizma topluluğu dibe çökerken arıtılmış su üstte kalır.

      Kirletici maddeler reaksiyon süresince mikroorganizmanın faaliyetleri sonucunda karbondioksit ve su olarak ortamı terk eder veya yeni mikroorganizma kütlesi olarak sistemde kalır.

      Ortamdaki mikroorganizma sayısını sabit tutabilmek için sistemden sürekli veya belli aralıklar ile mikroorganizma kütlesinin uzaklaştırılması gereklidir.