روشهای تصفیه زیستی با کمک باکتریها هوازی را می توانبه سه گروه تقسیم نمود:

الف) روشهای طبیعی زیستی – این روشها بر اساس استفاده از قدرت تصفیه خود به خودی منابع طبیعی آب پایه گذاری شده و مهمترین آنها عبارتند از وارد نمودن فاضلاب تصفیه نشده به دریا ما دریاچه ها و رودخانه ها و سرانجام منابع آب زیرزمینی و این روش استفاده همزمان از تصفیه های فیزیکی و زیستی می باشد.

ب) روشهای نیمه مصنوعی تصفیه زیستی : این روشها که معمولاً جاگیری زیاد و مساحت بزرگی از زمین را جهت تصفیه زیستی لازم دارند، گسترش همان تصفیه طبیعی هستند. روشهای را که می توان جزوو این گروه دانست عبارتند از : پخش فاضلاب در زمینهای کشاورزی ، پخش فاضلابدر زمینهای نفوذپذیر و ایجاد دریاچه های مصنوعی کم عمق که فاضلاب در اثر توقف در آنها ودر مجاورت هوا کم کم مورد تصفیه طبیعی قرار قرار گیرد حالت خاصی از این گونه دریاچه ها آنهائی هستند که برای ترتیب و تولید ماهی بکار می روند.

ج) روشهای مصنوعی تصفیه زیستی – در این روشها با کمک وسایل مکانیکی و ایجاد ساختمانهای ویژه ای مقدار کافی هواو اکسیژن در فاضلاب وارد می سازند تا تصفیه ی زیستی فاضلاب عبارتند از:

استفاده از استخرهای هوارسانی و یا تصفیه با کمک لجن فعال و کاربرد صافی های چکنده، بسته به مقدار بارگذاری روی واحد حجم دستگاه و بازده سیستم تصفیه زیستی یعنی در حد کاهش الودگی فاضلاب تمام روشهای نامبرده در بند ب و ج می توانند بصورت تصفیه کامل یعنی یا بازدهی 80 تا 90 درصد کاهش Bod5 و یا بصورت تصفیه کامل یعنی با بازدهی کمتر از 80 درصد کار کنند. استفاده از اکسیژن خالص – روش استفاده از اکسیژن خالص یک روش مصنوعی تصفیه زیستی است که در آن به جای دمیدن هوا به فاضلاب ، مستقیماً اکسیژن خالص در آن دمیده می شود، دمیده می شود. استفاده از اکسیژن خالص بسیار موثر تر از هوابوده از حجم سیستم کاسته وسرعت رشد کرده و اداره ی تصفیه خانه افراد ماهر بیشتری را نیاز دارد.

تصفیه زیستی با کمک باکتری های بی هوازی :

در صورتی که به فاضلاب اکسیژن نرسد باکتریهای هوازی فعالیت و رشدو نموخود را از دست داده و در عوض باکتریها ی بی هوازی فعالیت خود را شروع می کنند. کار این باکتریها برایناساس است که اکسیژن مورد نیاز خود را از تجزیه ی مواد الی هوازی مواد نامبرده را احیا می کنند. نتیجه این فعالیت تجزیه ی مواد الی ناپایدار و تبدیل آنها به نمکهای معدنی پایدار ونیزگازهائی از قبیل گاز هیدروژن سولفوره، گاز متان، گازکربنیک و گاز ازت می باشد. تولید گازهای نامبرده به ویژه گاز هیدروژن سولفوره موجب می شود که بوی ناخوشایند آنها محیط زیست را به شدت آلوده سازد این روش را به نامروش تعفن نیز می نامند به همین جهت موارد استفاده از باکتریها ی بی هوازی برای تصفیه فاضلاب برای جلوگیری از آلوده شدن محیط زیست تصفیه خانه ها محدود است. مهمترین کاربرد روش استفاده از باکتری های بی هوازی در مخزنهای سربسته ی هضم لجن می باشدو تنها در تصفیه خانه های بسیار کوچک مانند انبارهای تعفن از روش تعفن برای تصفیه ی فاضلاب هم استفاده میشود.گذشته از مواردنامبرده همیشه در تصفیه خانه ها کوشش می شود تا با رسانیدن هوا و اکسیژن به فاضلاب مانع باکتریهای بی هوازی شوند. در تصفیه ی طبیعی که در چاههایفاضلاب خانگی رخ می دهد و نیز در لجن ته نشین شده در کف دریاچه ها نیز باکتریهای بی هوازی فعالیت می کنند.

هضم لجن: لجن تازه از نظر حجمی حدود یک درصد گل فاضلاب را در بر می گیردولی تصفیه آن بسیارپرهزینه و پیچیده است. هزینه تاسیسات هضم لجن گاهی حدود نصف تمام هزینه ی یک تصفیه خانه را در بر می گیرد. غلیظ نمودن لجن و گرفتن آب اضافی ان کار تصفیه را آسانمی سازد.هضم لجن در اثر تعفن و کار باکتریهای بی هوازی است در دو مرحله ی تخمیر اسیدی و تخمیر متانی انجام می گیرد.

مرحله اول: تخمیر اسیدی : در مرحله ی اول لجن تازه که دارای رنگی زرد مایل به خاکستری از نظر درجه اسیدی تقریباً حالت خنثی دارد شروع به تعفن نمده درجه اسیدی آن به 5 و حتی 4 می رسد و محیط آن به شدت اسیدی می شود انجام دهنده ی این کنش و واکنشهای گروهی از باکتریهای بی هوازی هستند که به نام باکتریها ی بی هوازی اسیدی نامیده می شوند. در این مرحله بیشتر ترکیبات الی کربن دار مورد تجزیه قرار می گیرند و به مواد الی ازت دار کمتر تاثیر گذارده می شود لذا از این نظر شباهتی بین این دو مرحله با دو مرحله تصفیه زیستی با کمک باکتریهای هوازی موجود است. همچنین در ضمن این فعل و انفعال برخی مواد پروتئینی تبدیل به اسیدهای الی و گاز H2Sمی شوند. لجن حاصل از این مرحله بسیار بد بو و چسبنده است به سختی ته نشین می شود و به سختی آب خود را ازدست می دهد. اگر این لجن به حال خود گذارده شود. در گرمایی 15 درجه مدت 6 ماه حلول می کشد تا مرحله ی دوم هضم لجن شروع شود افزایش درجه گرما مدت زمان نامبرده را بشدت کاهش می دهد.

مرحله دوم- تخمیر متانیا تخمیر قلیایی. این مرحله با فعالیت گروه دیگری از باکتریهای بی هوازی که نام باکتریهای بی هوازی که بنام باکتری های هوازی متانی نامیده میشوند شروع می گردد لجن در این مرحله حالت خنثی تا کمی قلیایی با درجه اسیدی 7 تا 5/7 بخود می گیرد. و این محیطی است که باکتریهای تولید کننده ی گاز متان به خوبی در آن زندگی می کنند. در مرحله دوم هضم لجن علاوه بر ترکیبهای الی کربن دار ترکیبهای الی ازت دار نیز تجزیه می شوندو مقدار زیادی گاز متان، گاز کربنیک و کمی ازت تولید می گردد. نسبت گاز متان بدست آمد. از هضم لجن فاضلاب شهری 65 تا 70 درصد گازکربنیک 35 تا 30 درصد کل گاز تولید شده می باشد. باکتریهای بی هوازی که در فرایند هضم لجنفعالیت دارند از نقطه نظر گرمایی مناسب جهت زندگی آنها به دو گروهتقسیم می شوند. باکتریهای گرما دوست که درجه گرمایی 40 تا 60 درجه برای زندگی آنها مناسب است و باکتریهای معمولی که در گرمایی 20 تا 40 درجه بهتر زندگی می کنند. در تکنیک هضم لجن کوشش می شود کخ مرحله ی اسیدی زود گذر باشد و فرایند هضم لجن بیشتر به صورت متانی و در حالت قلیایی انجام می گیرد. برای این کار باید به لجن خام وارد مقداری لجن هضم شده اضافه نمود. باکتریهای متانی خیلی در برابر تغییر ناگهانی درجه گرما حساسند . در صورت کاهش ناگهانی گرمای منبع هضم لجن احتمال برگشت حالت متانی به حالت اسیدی و کاهش مقدار گاز ولیدی زیاد است. همچنین وجود مواد سمی ناشی از نمکهای برخی فلزها، تمرکز آمونیاک و یا منیزیم در لجن نیز ممکن است موجب برگشت به حالت اسیدی می شود. گاز متان بدست آمده از هضم لجن دارای خاصیت سوزندگی زیاد و حتی کمی بیشتر از قدرت سوزندگی گاز طبیعی ویژه سوخت در شبکه های پخش گاز شهری می باشد لذا از این گاز در تصفیه خانه های کوچک و متوسط برای گرمایش تصفیه خانه و به ویژه گرم نمودن منبعهای هضم لجن استفاده می شود.لجنی که مرحله ی هضم متانی آن انجام شده باشد دارای رنگ قهوه ای مایل به سیاه است بوئی شبیه بوی خاک مربوط را می دهدو لذا تولید ناراحتی نمی کند به خوبی آب خود را از دست می دهد و حجم آن به صورت چشم گیری کم گشته و خاصیت چسبندگی آن ناچیز و مقدار موجودات زنده در آن کاسته شده است.