Las instalaciones que realizan la depuración por vía biológica según el principio de los fangos activos, ya poseen una larga historia en el desarrollo de los tratamientos de las aguas de  descargas: fue en 1913 que los ingleses Arden y Lockett anunciaron concepción de este sistema, en ese momento revolucionario y desde entonces ha tenido en enorme desarrollo, demostrándose el tipo de instalación más versátil en la depuración de las aguas de descarga.

Como en todos los procesos biológicos que se producen en un medio líquido, el oxígeno necesario para los microorganismos debe ser disponible en estado disuelto. En los procesos de depuración aeróbica “natural” (ver, por ejemplo, estanques aeróbicos y aeróbicos – anaerobio, autodepuración de los cursos de agua, etc.), el oxígeno necesario para el desarrollo de las reacciones biológicas es posible solamente en estado disuelto    por el efecto de la disolución en el medio líquido del oxígeno presente en la atmósfera por efecto de la función clorofílica presente en  las algas verdes; en las plantas de fangos activos, debido a la elevada concentración de microorganismos, no es absolutamente suficiente el oxígeno proveniente del intercambio con la atmósfera, y por otro lado en la densa mezcla que los caracteriza, no pueden desarrollarse algas verdes, por lo cual es indispensable utilizar una enérgica aireación artificial.

En el ambiente rico de oxígeno  de los tanques de aireación, se  instauran complejos procesos físicos, químicos y, sobre todo biológicos: en primer lugar se desarrolla una oxidación química de  compuestos reductores como el hidrógeno sulfurado, sulfuros, sulfitos.  Luego, con procesos físicos y biológicos, intervienen los microorganismos preconstituidos en los tanques de aireación en concentraciones elevadísimas, y asociados en “colonias” a constituir “copos de fangos”, es decir pequeñas masas gelatinosas que, con efecto mecánico, aglomeran los sólidos sedimentables que escaparon  a los anteriores tratamientos, y bloquean los sólidos coloidales no sedimentables por efecto de los fenómenos físicos de absorción, es decir movilizando fuerzas de atracción superficial, determinadas por la amplia superficie activa  (desde 2.000 hasta 10.000 m² por m³ de volumen de tanque), que incluyen las sustancias coloidales a adherir y a quedar englobadas en la masa de copos; tampoco faltan los particulares mecanismos de coagulación directa de las sustancias coloidales.

Por último, durante los tiempos sucesivos más largos en los cuales el líquido residual permanece en los tanques de aireación, los microorganismos utilizan para su desarrollo parte de las sustancias orgánicas solubles presentes en los líquidos residuales transformándolos en sustancia viviente y rindiéndolos en este modo sedimentables, y contemporáneamente proceden a la elaboración de los sólidos sedimentables y coloidales englobados en la masa de copos, previa solubilización con particulares enzimas extracelulares.

El resultado de esto es un incremento en el número de los microorganismos, y los copos de fango en los cuales están aglomerados, pasando el líquido residual en la sucesiva fase de sedimentación, sedimentado en el fondo del tanque, mientras el líquido purificado sale por los canales de recolección; pueden seguir ulteriores tratamientos, como desinfección o recuperación  de aguas, antes de la introducción del efluente en el destino final.

Un resultado fundamental del tratamiento biológico, es aquel de rendir sedimentables, es decir retener con un proceso de sedimentación, sustancias orgánicas antes disueltas y coloidales que, de otra manera, no podrían ser bloqueadas y alejadas de la fase líquida: Característica típica de los procesos biológicos, efectivamente es  aquella de lograr “bloquear” las sustancias orgánicas disueltas, y justamente por esto, llegan a resultados depurativos en la eliminación del DBO superiores  a aquellos de los tratamientos químicos.