Обработка воды в УЗВ включает в себя несколько этапов, которые можно разделить на механическую и биологическую очистку. В механическом удалении частиц и дезинфекции участвуют физические агенты (кислород, температура, озон, УФ, pH и соленость), а в случае биологической очистки преобладают процессы биологического окисления и окислительно-восстановительные реакции, проводимые микроорганизмами. Микробное сообщество играет ключевую роль в обработке воды. Фактически, оно влияет на прирост биомассы и активность рыб, и потребление кислорода системой.