Một quy trình xử lý điển hình (chẳng hạn như đối với nước thải sinh hoạt) có thể bao gồm: nước thải sinh hoạt → giếng sàng lọc → bể cân bằng → bể kỵ khí → bể hiếu khí (màng MBR) → khử trùng → thải ra để đáp ứng tiêu chuẩn/tái sử dụng.
Quá trình A/O được chia thành phần kỵ khí (A) và phần hiếu khí (O). Phần kỵ khí chủ yếu được sử dụng để loại bỏ nitơ và phốt pho, trong khi phần hiếu khí được sử dụng để loại bỏ chất hữu cơ khỏi nước. Quá trình này có đặc điểm là quy trình đơn giản, đầu tư thấp và tỷ lệ loại bỏ tổng nitơ cao, nhưng rất khó cải thiện hiệu quả loại bỏ nitơ.
Quy trình A2O là phiên bản cải tiến của quy trình A/O, bổ sung thêm phần thiếu khí để tạo thành quy trình xử lý kỵ khí-thiếu khí{2}}hiếu khí. Quá trình này có thể loại bỏ đồng thời và hiệu quả nitơ, phốt pho và COD khỏi nước thải sinh hoạt và là một trong những phương pháp xử lý sinh học chủ đạo hiện nay.
Quá trình MBR (membrane bioreactor) kết hợp xử lý sinh học với công nghệ tách màng. Do quá trình tách màng, nước thải trong, có chất rắn lơ lửng và độ đục cực thấp, đồng thời có thể loại bỏ đáng kể vi khuẩn và vi rút, thường đáp ứng các tiêu chuẩn tái sử dụng cao.
CASS (Quy trình bùn hoạt tính tuần hoàn) bổ sung bộ chọn lọc sinh học vào quy trình SBR (Lò phản ứng hàng loạt tuần tự), cho phép xả nước thải gián đoạn và liên tục. Quá trình này giúp tiết kiệm chi phí (khoảng 20%-30%), tiết kiệm đất (trên 30%) và giảm chi phí vận hành.
