Η μέθοδος του βιολογικού καθαρισμού βασίστηκε στις ικανότητες των μικροοργανισμών να χρησιμοποιούν ως τροφή τους πολλές οργανικές και μη οργανικές ουσίες, που περιέχουν τα βοθρολύματα. Η ευρεία εφαρμογή του βιολογικού καθαρισμού καθορίζεται από τα πλεονεκτήματά του, όπως η δυνατότητα να εξαφανίζονται από τα βοθρολύματα οργανικές και τοξικές ουσίες, καθώς και τα σχετικά χαμηλά έξοδα της εκμετάλλευσης. Τα μειονεκτήματα είναι οι υψηλές επενδύσεις, αυστηρή τήρηση των τεχνολογικών κανόνων, η τοξική επίδραση στους μικροοργανισμούς της σειράς των οργανικών και μη οργανικών ουσιών, επίσης η απαιτούμενη αραίωση των βοθρολυμάτων σε περίπτωση υψηλής ρύπανσης. Ο βιολογικός καθαρισμός μπορεί να γίνεται σε αερόβιες και αναερόβιες συνθήκες. Στην διαδικασία του βιολογικού καθαρισμού των βοθρολυμάτων, ένα μέρος των ουσιών, που οξειδώνονται από τους μικροοργανισμούς, χρησιμοποιείται στη διαδικασία της βιολογικής σύνθεσης, και το άλλο μέρος μετατρέπεται σε ακίνδυνα προϊόντα οξείδωσης(νερό, ανθρακικό οξύ). Οι αρχές της λειτουργίας των σημερινών κατασκευών και μηχανισμών βασίζονται στις μεθόδους της συνεχόμενης καλλιέργειας των μικροοργανισμών. Μια από τις μακροπρόθεσμες μεθόδους του βιολογικού καθαρισμού είναι ο αερόβιος ανοξείδωτος καθαρισμός στους SBR αντιδραστήρες(sequencing batch reactor-οι αντιδραστήρες με κυκλικά διασπαστική ενεργοποίηση), που επιτρέπει να εξαφανίζει όχι μόνο οργανικές, αλλά και βιογενετικές ουσίες.
Στους SBR- αντιδραστήρες, όπως και στις δεξαμενές αερισμού, ο κύριος παράγοντας της διαδικασίας του βιολογικού καθαρισμού είναι η ενεργός ιλύς που αποτελείται από τα βακτήρια και μικροοργανισμούς, που αναπτύσσονται πολύ γρήγορα. Σε αυτό συμβάλουν οι οργανικές ουσίες των βοθρολυμάτων και η περίσσεια οξυγόνου, το οποίο εισέρχεται στην εγκατάσταση με το ρεύμα του τροφοδοτούμενου αέρα. Τα βακτήρια σκεπάζονται με φλούδα και εκκρίνουν τα ένζυμα. Σε διακοπή του αερισμού διασπούνται οι βιογενετικές ουσίες.
Όταν η ενεργός ιλύς με τις φλούδες φτάνει στην δεξαμενή εξόδου, τότε κατακάθεται , διαχωρίζοντας από το καθαρό νερό. Τα εγχυματικά (infusoria), οι αμοιβάδες και οι διάφοροι μικροοργανισμοί, τρώγοντας τα βακτήρια, που δεν προσκολλώνται στις φλούδες, ανανεώνουν την βακτηριολογική μάζα της ύλης.
