Nos processos de lodos ativados, a remoção da DBO ocorre por meio de dois mecanismos: a degradação da matéria orgânica pelos microrganismos e a absorção da matéria orgânica pela matriz do floco por meio de interações iônicas.

A matéria orgânica lentamente biodegradável, normalmente, encontra-se na forma solúvel; sua degradação é lenta, pois deve passar pelo processo de hidrólise antes que os microrganismos possam utilizá-la para produção de energia.

Nos processos de degradação aeróbios, a matéria orgânica pode ser totalmente removida do esgoto bruto por meio da sua total oxidação, produzindo gás carbônico e água, enquanto nos processos anaeróbios a matéria orgânica é oxidada parcialmente a CH₄, resultando numa menor remoção da matéria orgânica do esgoto.

Em sistemas de alta carga, como lodos ativados convencionais, o objetivo é fornecer alta disponibilidade de nutrientes aos microrganismos
do sistema com o intuito de estimular a respiração endógena.

Em sistemas com biofilmes, o tempo de detenção hidráulica tem que ser maior que o tempo de geração celular, para que não ocorra a lavagem e consequente remoção da biomassa do sistema.