De secundaire zuivering wordt ook wel de biologische zuivering genoemd. In feite wordt bij deze stap het zelfreinigend vermogen, zoals deze in de natuur voorkomt, nagebootst. Door een sterke concentratie van bacteriën in het water, genaamd actief slib, gecombineerd met de aanvoer van voldoende zuurstof in geval van aerobe zuivering wordt dit natuurlijke proces versneld.
Tot de secundaire zuivering worden de volgende processen gerekend:
