Группу биологических загрязнений составляют всевозможные бактерии, грибки, вирусы, яйца паразитов. Этот вид загрязнений типичен для стоков хранилищ навоза и птичьего помета, для ветеринарных изъятий и непищевых отходов убоя скота и птицы. Но частично такой вид загрязнений способен присутствовать и в бытовых сточных водах.
По фазово-дисперсному состоянию все субстанции, загрязняющие стоки, можно разделить на растворимые, нерастворимые и коллоидные вещества.
Действительно растворенные вещества, такие как соли и сахара, содержатся в водном растворе в диссоциированном ионном виде. Коллоидные частицы имеют размеры, не превышающие 0,1 мкм. Нерастворенные вещества представлены частицами размером более 0,1 мкм. В свою очередь, нерастворенные частицы делятся на всплывающие, оседающие и взвешенные.
Бытовые сточные воды обычно содержат загрязнения, состоящие из неорганических и органических соединений, которые могут находиться в жидкости как в растворенной форме, так и в виде взвешенных (оседающих, всплывающих и коллоидных) веществ.
В сточной воде также присутствуют микроорганизмы, разлагающие органические вещества и вызывающие их анаэробную ферментацию. Для бытовых сточных вод характерна их предрасположенность к биологическому разложению – биодеградации, или подверженности биологической очистке. Это в определенной степени зависит от существующего в стоках баланса питательных для бактерий веществ: азота и фосфора. В частности, принцип аэробной биологической очистки основан на размножении бактерий, потребляющих из сточных вод в процессе своей жизнедеятельности органические вещества. Развитие таких бактерий происходит во время их пребывания в сточной воде в виде суспензии (активный ил) или в виде фиксированной пленки (биологический фильтр).
Для нормального протекания процесса очистки сточная вода обязана поступать на очистные сооружения в достаточно «свежем» состоянии, она не должна застаиваться по дороге к септику. Загнившая сточная вода может быть токсичной для участников процесса биологической очистки. Поэтому перед первичным отстаиванием такую воду надо заранее подвергнуть аэрации или предварительному хлорированию. Для того чтобы тяжелые и крупные загрязнения не влияли отрицательно на процесс биологической очистки, и необходимо первичное отстаивание бытовых сточных вод. На этом же этапе из стоков обычно удаляются жиры и плавающие на поверхности (флотирующие) вещества.
В маленьких установках можно обойтись без предварительного отстаивания, но в этом случае нужна обработка стоков, позволяющая полностью удалять жиры. Некоторые фирмы, производящие оборудование для первичной очистки бытовых сточных вод, ввели в конструкцию классического септика уловитель взвесей и жира в виде съемной кассеты. Кассету с фильтрующей загрузкой «пузолан» из вулканической высокопористой скальной породы необходимо извлекать из системы 1 раз в 6 месяцев и промывать струей чистой воды.Летом 1858 г. стоки лондонской канализации попали в Темзу. С приливом грязь устремилась вверх по реке к центру города, а с отливом потекла в сторону Гринвича – берега реки покрыли нечистоты. Зловоние наполнило плотный смог, и в городе стало нечем дышать. Те летние дни сравнивали в английской беллетристике с эпидемией чумы XIV столетия.