Za odstranjevanje raztopljenih in koloidnih organsko razgradljivih spojin lahko uporabimo biološko čiščenje. To uporablja naravne mikroorganizme za pretvorbo raztopljenih in koloidnih snovi v gosto mikrobno biomaso, ki se lahko ločuje od čiščene tekočine z uporabo konvencionalnih sedimentacijskih procesov.

Osnovno biološko (sekundarno) čiščenje izrablja naravne sisteme, s katerimi lahko razdelimo sisteme na:

• naravne sisteme za čiščenje odpadne vode,
• sisteme čiščenja z aktivnim blatom,
• sisteme s pritrjeno biomaso.