O processo de lodos ativados envolve uma série de etapas:
 

• Aeração: O efluente a ser tratado é colocado em um reator biológico aeróbio, onde ocorre a introdução de ar ou oxigênio para fornecer oxigênio aos microrganismos. Isso permite que os microrganismos aeróbios decomponham a matéria orgânica, utilizando-a como fonte de energia.
  ​

• Mistura e agitação: Durante a aeração, o reator é constantemente misturado e agitado para garantir que os microrganismos e o efluente estejam em contato adequado. Isso promove uma distribuição uniforme de oxigênio, nutrientes e microrganismos em todo o reator.
  ​

• Decantação: Após a fase de aeração, o efluente misturado com os microrganismos é enviado para um clarificador ou decantador, onde ocorre a separação entre os sólidos (lodo ativado) e o efluente tratado. O lodo ativado sedimenta no fundo do clarificador, enquanto o efluente tratado é removido na parte superior.
  ​

• Recirculação do lodo: Parte do lodo ativado sedimentado é recirculado de volta ao reator biológico para manter uma população estável e eficiente de microrganismos. Essa recirculação ajuda a manter a atividade biológica adequada e melhora a eficiência do processo de tratamento.

​

Os lodos ativados possuem alta capacidade de remoção de matéria orgânica e nutrientes, como nitrogênio e fósforo. No entanto, para remover compostos específicos, como micropoluentes ou patógenos, podem ser necessárias etapas adicionais de tratamento terciário.

​

Após o processo de lodos ativados, o lodo resultante pode ser submetido a processos de desidratação, espessamento e tratamento complementar, como digestão anaeróbia, para reduzir seu volume e estabilizar seus constituintes antes da disposição final, que pode ser aterro sanitário, incineração ou uso agrícola como fertilizante.