Aufgabe der Biologischen Stufe (Belebung) ist es, biologisch abbaubare organische Stoffe und Schwebstoffe zu reduzieren.
Verursacht werden diese durch menschliche Ausscheidungen, Speisereste, Seifen, Waschmittel usw. Die Mehrheit der kommunalen Anlagen behandeln das Abwasser in Belebungsbecken unter Verwendung von aeroben biologischen Prozessen mit Zugabe von Luftsauerstoff. Mikroorganismen benötigen sowohl Sauerstoff als auch Nahrung in Form von biologisch abbaubaren wasserlöslichen organischen Verunreinigungen (z.B. Zucker, Fett, kurzkettige organische Kohlenstoff-Moleküle, etc.) und binden weniger lösliche Fraktionen zu Flocken. Der letzte Schritt in der biologischen Behandlungsstufe bedingt das Absetzen der Flocken als Schlamm in einem Nachklärbecken.
Der Ablauf ist dann gereinigtes Abwasser, das nur noch geringe Mengen an organischem Material und Schwebstoffen enthält.
Der abgesetzte Schlamm wird als Rücklaufschlamm dem mechanisch vorbehandelten Abwasser wieder zugemischt und so erneut in die Belebungsbecken geleitet. Durch ständige Vermehrung der Mikroorganismen entsteht ein Überschuss an Schlamm, der abgezogen und der Schlammbehandlung zugeführt wird (Eindickung, Faulung, Entwässerung, Trocknung).
