El líquid contingut en el tanc es mescla enèrgicament mitjançant dispositius d’aeració que a la vegada subministren l’oxigen requerit per aquests microorganismes. Després del tanc d’aeració, el líquid passa a un decantador secundari, on els microorganismes són separats de l’aigua mitjançant sedimentació.
Una part dels microorganismes separats es fa recircular al tanc per a mantenir el cultiu. L’excés de microorganismes es purga, i constitueix el fang secundari. Els tancs d’aeració es poden construir per a operar en forma de reactor de flux de pistó o de mescla completa.
En els processos de fangs activats convencionals els temps de permanència hidràulics oscil·len entre les 4 i les 8 hores; els de permanència cel·lular (dels microorganismes), entre 5 i 15 dies.