都市下水の主な汚染物質は有機物であるので、多くの生物学的方法は国内外で使用されます。

酸化溝は、活性汚泥法の変種であり、従来の活性汚泥法と異なり、水流パターンにおいては、最終的には末端に接続されており、通常は遅延曝気を利用している。酸化処理溝は従来の活性汚泥法の利点を有しており，有機物除去効率は非常に高く，脱窒の機能もある酸化溝の簡素化は、中小規模の都市下水処理施設で広く使用されている。

逐次回分式活性汚泥法は，一次沈殿槽と汚泥消化槽を除去するだけでなく，反応槽内の下水・沈殿・排水・汚泥の生化学反応を完結させることである。しかし、池や返送汚泥ポンプ室の二次沈殿沈殿物を除去することは、酸化溝よりも単純であり、処理効果も良好である。自動制御装置は十分ではなかったが、この過程は促進できず、近年では、下水処理における自動制御技術や機器の適用が進んでいる。