W przypadku procesów beztlenowych produktami gazowymi rozkładu materii organicznej jest dwutlenek węgla oraz metan. Polegają one na koagulacji, sorpcji i chlorowaniu. Ścieki mieszane są z roztworem koagulanta, w wyniku czego wytwarzają się kłaczki wodorotlenku glinu lub żelaza, sorbujące zanieczyszczenia zawarte w ściekach i przyśpieszające proces sedymentacji zawiesin w osadniku. Zanieczyszczenia organiczne podczas przemian biochemicznych są wykorzystywane przez mikroorganizmy jako pokarm przyczyniając się do przyrostu biomasy bakteryjnej. Wyjątek stanowią tutaj podczyszczalnie ścieków przemysłowych, oraz przydomowe oczyszczalnie ścieków współpracujące z drenażem rozsączającym. Chlorowanie ma na celu unieszkodliwieniu bakterii chorobotwórczych i usunięcie przykrej woni ze ścieków. Metody chemiczne stosuje się do usuwania ze ścieków (głównie przemysłowych) substancji nie ulegających biologicznemu rozkładowi. Podstawowym celem biologicznego oczyszczania ścieków jest usunięcie ze ścieków biologicznie rozkładalnych zanieczyszczeń. Nadmiar masy organicznej wytworzonej podczas rozkładu biologicznego zanieczyszczeń zawartych w ściekach oddzielana jest od strumienia ścieków w osadnikach wtórnych. To wspomaganie mechanicznego oczyszczania ścieków poprzez działanie koagulantów.