Alle Anlagen, die ein biologisches Verfahren nach dem Prinzip "Aktivschlamm" durchführen, sind Teil der Geschichte der Entwicklung von Abwasserbehandlungen. Bereits 1913 kündigten die beiden Briten Ardern und Lockett ihr "aktives Schlammsystem" an, eine Idee, die damals revolutionär war.  Es entwickelte sich schnell und wurde bald zum vielseitigsten Weg, Abwasser zu reinigen.

Wie in allen biologischen Prozessen, die Flüssigkeit verwenden, muss der Sauerstoff, der von Mikroorganismen oder Bakterien benötigt wird, in einem gelösten Zustand vorliegen.  Bei der "natürlichen" aeroben Reinigung (d.h. der Wasserreinigung in einer natürlichen Umgebung, beispielsweise in Teichen) wird der Sauerstoff, der für die Entwicklung der biologischen Reaktionen notwendig ist, in gelöstem Zustand entweder durch Sauerstoff in der Atmosphäre, der im Wasser aufgelöst ist, oder aufgrund der Funktion von Sauerstoff-produzierendem Chlorophyll, das in Grünalgen vorliegt, verfügbar gemacht.    Im "aktiven Schlamm" unterscheiden sich die Bedingungen der Anlagen von der natürlichen Umgebung: Wegen der erhöhten Konzentration von Bakterien ist aus der Atmosphäre nicht genügend Sauerstoff verfügbar und darüber hinaus können sich in der dichten Mischung, die diese Art der Behandlung kennzeichnet, keine Grünalgen entwickeln. Es ist daher notwendig, eine künstliche Belüftung durchzuführen.  

In einer sauerstoffreichen Umgebung, wie in Belüftungstanks, kann ein vollständiger physikalischer, chemischer und vor allem biologischer Prozess stattfinden.   Zunächst findet eine chemische Oxidation der reduzierten Verbindungen (wie Schwefelwasserstoffsulfat, Sulfid und Sulfit) statt.  Durch einen physikalischen und biologischen Prozess tritt dann die große Bakterienkonzentration ein, die in dem Belüftungstank wächst und bildet eine "Kolonie", bestehend aus "biologischem Schlamm", d.h. aus einer gallertartigen Masse, die die sedimentierbaren Feststoffe, die einer vorherigen Behandlung entgangen sind, miteinander verbindet.  Außerdem werden die nicht-sedimentierbaren kolloidalen Feststoffe aufgrund des physikalischen Phänomens der Absorption zusammengehalten; dies wird durch eine starke Bewegung der oberflächlichen Anziehung verursacht, die die kolloidalen Substanzen dazu veranlasst, zusammenzuhalten und in Klumpen im biologischen Schlamm zu bleiben (dies wird bestimmt durch die Menge an Oberfläche, die für die kolloidalen Substanzen zur Verfügung steht: von 2000 bis 10000 m² pro m³ des Tankvolumens).     

Auch während der langen Zeitspanne, in der der Abfall innerhalb des Belüftungstanks ist, verwenden die Bakterien selbst einen Teil der in der Flüssigkeit vorhandenen löslichen organischen Substanz für ihre eigene Entwicklung, was sie vergrößert und daher sedimentierbar macht.  Gleichzeitig beginnen sie, die im biologischen Schlamm gebundenen sedimentierbaren und kolloidalen Stoffe zu reinigen.

Dies führt zu einer Nettozunahme sowohl der Bakterien als auch des Schlamms, in dem sie gebunden sind und der dann in der folgenden Sedimentationsstufe das Abwasser durchläuft.  Der Schlamm wird im Boden des Tanks gesammelt, während das saubere Wasser es in Sammelkanäle überführt.  Das saubere Wasser kann dann einer weiteren Behandlung unterzogen werden, zum Beispiel; Desinfektion oder Wasserrückgewinnung, bevor das Wasser in seine Endphase geleitet wird.  Ein grundlegendes Ergebnis der biologischen Behandlung ist, dass sie (gelöste und kolloidale) organische Substanz in einen sedimentfähigen Zustand verwandelt.  Das heißt, die organischen Substanzen werden einem Sedimentationsverfahren unterworfen und könnten sonst nicht in der flüssigen Phase gesammelt oder entfernt werden.  Ein typisches Merkmal biologischer Prozesse ist, dass organische Substanz „entfernt" werden und dadurch die BSB besser reduziert werden können als durch chemische physikalische Behandlungen.