Es sind vor allem Stickstoffverbindungen (Nitrat und Ammonium), die in der biologischen Reinigung zu unschädlichem, elementarem Stickstoff umgewandelt werden. Dies besorgen Mikroorganismen. Damit wird eine Eutrophierung der Gewässer verhindert.
Bei Kläranlagen mit Kombibecken werden ab und zu durch das Einblasen von Luft in das Klärbecken die Lebensbedingungen für die Mikroorganismen verändert. Je nach den Bedingungen (viel oder weniger Sauerstoff) haben die einen oder anderen optimale Lebensbedinungen. Bei Belüftung bauen bestimmte Mikroorganismen organische Kohlenstoffverbindungen z.B Kohlenhydrate (Zucker) ab. Gleichzeitig werden Stickstoffverbindungen (Ammonium und Nitrit) zu Nitrat oxidiert.
Wenn keine Luft mehr eingeblasen wird, fehlt der Sauerstoff. Dann sorgen andere Mikroorganismen dafür, dass das Nitrat zu elementarem Stickstoff umgewandelt wird. Anaerobe Bakterien decken dann den für ihre Stoffwechselvorgänge notwendigen Sauerstoffbedarf indem sie diesen dem Nitrat entziehen. Es entweicht dann ungefährlicher elementarer Stickstoff aus dem Becken. Durch das zeitweilige Belüften können so indirekt die Umwandlungsprozesse von Ammonium-Stickstoff zu Nitrat-Stickstoff und die weitere Umwandlung zu elementarem Stickstoff gesteuert werden.
Beispiele von Organismen im Klärbecken (siehe auch unter Navigation in der rechten Randspalte)
Das anfallende Bioabwassersubstrat (frühere Bezeichnung: Klärschlamm) sinkt im Nachklärbecken ab. Es kann auf verschiedene Art weiterverarbeitet bzw. genutzt werden. Größere Kläranlagen sammeln Klärschlamm in Silos und gewinnen daraus Biogas (Methan), das dann z.B. verstromt oder als Brennstoff genutzt werden kann.
Ein Flockungsmittel begünstigt die Trennung von Wasser und Bioabwassersubstrat. Es wird in einer Siebbandpresse entwässert, gepresst und abgefahren.
Der Klärschlamm wurde früher auch als Dünger verwendet. Da er aber noch Schwermetalle enthalten kann, die nicht unproblematisch sind, wird er überwiegend in Deponien gelagert.
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