azotu ogólnego oraz fosforu (występującego w ściekach w postaci fosforanów oraz zawartego w związkach organicznych).
Biologiczne usuwanie azotu obejmuje procesy: amonifikacji (w warunkach beztlenowych lub tlenowych) nitryfikacji (w warunkach tlenowych) denitryfikacji (w warunkach anoksycznych)
Biologiczne usuwanie fosforu odbywa się w dwóch etapach: W pierwszym etapie, który przebiega w warunkach beztlenowych, bakterie heterotroficzne (Pseudomonas, Acinetobacter) pobierają ze ścieków łatwo przyswajalne substancje organiczne i przekształcają je w substancję zapasową (poli-β-hydroksymaślan PHB) kosztem energii uwolnionej przy rozkładzie polifosforanów, czemu towarzyszy uwalnianie do ścieków ortofosforanów (V). W drugim etapie, który przebiega w warunkach tlenowych, odbywa się utlenianie zmagazynowanego wcześniej PHB i oraz substancji organicznych pobieranych ze ścieków. W efekcie część uzyskanej w ten sposób energii jest magazynowana w postaci polifosforanów, czemu towarzyszy pobieranie fosforanów (V) ze ścieków, w ilości większej niż uprzednio została wydzielona. Pobrany ze ścieków fosfor w postaci polifosforanów jest asymilowany w osadzie czynnym i usuwany z układu razem z osadem nadmiernym.