میکروارگانیزم های موجود در واحدهای تصفیه فاضلاب هم به شکل میکروسکوپی و هم ماکروسکوپی وجود دارند.مهمترین میکروارگانیزم ها باکتری ها هستند که آنها را صرفا میتوان با میکروسکوپ نوری و با بزرگنمایی بیشتر مشاهده نمود.

همه سلول های زنده به دو گروه پروکاریوت و یوکاریوت تقسیم می شوند.سلول های پروکاریوت فاقد هسته و دیگر ساختارهای مرتبط با غشا هستند در حالی که سلول های یوکاریوت این ساختارها را دارند.

هسته شامل اطلاعات ژنتیکی سلول بوده و فعالیت های آن را تنظیم می کند.

پروکاریوت ها از یوباکتری ها یا باکتری های واقعی و پیش باکتری ها یا دیرینه باکتری ها تشکیل شده اند که آنها مهمترین میکروارگانیزم های موثر در تصفیع فاضلاب بیولوژیکی به شمار میروند. در فرایند لجن فعال چهار میکروارگانیزم یوکاریوتی به نام قارچ ها،آغازیان،روتیفرها و نماتودها وجود دارند که از طریق جریان های ورودی و رواناب ها به صورت میکروارگانیزم های خاک و آب وارد سامانه های تصفیه فاضلاب می شوند.

قارچ ها

قارچ ها غذای خود را از راه تجزیه مواد آلی مرده موجود در فاضلاب به دست می آورند و بیشتر آنها هوازی مطلق هستند و قادرند PH کم (بین 5 تا6) و محیط دارای نیتروژن کم (نصف باکتری ها)  را تحمل کنند.

درفرایند لجن فعال قارچ های میله ای تکثیر و مشکلات عدم ته نشینی در حوضچه های ته نشینی ثانویه را رفع می کنند همچنین وجود تعداد زیاد و متنوع آنها برای تصفیه فاضلاب های صنعتی و کمپوست مواد زاید آلی مفید خواهد شد.همچنین قارچ ها می توانند سلولز را تجزیه کنند.

مخمرهانمونه ای از قارچ های تک سلولی هشتند که از راه جوانه زدن تولید مثل می کنند و می توانند با استفاده از اکسیژن آزاد مولکولی (o2) ترکیبات آلی را به دی اکسید کربن و آب تجزیه کنند و یا به عنوان بی هوازی های اختیاری می توانند ترکیبات آلی همچون قندها را در نبود اکسیژن ازاد مولکولی به اتانول تجزیه کنند.

آغازیان

آغازیان میکروارگانیزم های تک سلولی هستند که معمولا هوازی مطلق می باشند ولی برخی از آنها مانند آمیب دها و تاژکداران می توانند در شرایط بی هوازی هم زنده بمانند.اغلب آغازیان در فرایند لجن فعال با توجه به وسیله جابجایی خود به پنج گروه آمیب ها،تاژکداران،مژکداران شناگر آزاد،خزنده و ساقه دار تقسیم می شوند.

مژکداران مهمترین گروه آغازیان در فرایند لجن فعال می باشند که دارای ساختار مو مانندی به نام مژک هستند که به طور یکنواخت تکان خورده و غذای مورد نیاز را به روزنه دهان خود منتقل می کنند و فواید ذیل را به دنبال دارند:

• افزایش وزن ذرات لخته و بهبود ته نشینی
• بلعیدن سلول های پراکنده و تمیز کردن جریان فاضلاب
• ایجاد ترشحات و رها کردن آن که باعث تولید توده های لخته می گردد.
• بازیافت مواد غذایی (نیتروژن و فسفر) از راه ترشح آنها

روتیفرها و نماتودها

جانوران میکروسکوپی چند سلولی هستند که فواید بیشماری برای فرایند لجن فعال دارند؛آنها ذرات لخته را پوشانده و سوراخ می کنند که این عمل اجازه نفوذ اکسیژن محلول، نیترات، سوبستراها و مواد غذایی را در هسته ذره لخته افزایش می دهد. سوبستراها منابع کربن و انرژی هستند که توسط باکتری ها با هدف رشد و فعالیت سلولی استفاده می شوند.

باکتری ها

مهمترین میکروارگانیزم های موجود در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب بوده و شامل یوباکتری ها و پیش باکتری ها می باشند.

مهمترین پیش باکتری ها یا دیرینه باکتری ها در فرایند تصفیه فاضلاب متان ساز ها هستند که فاضلاب را از طریق تبدیل به متان تثبیت می کنند.