Biologické čištění odpadních vod spotřebovává 50 – 80 % z veškeré energetické spotřeby ČOV. Energetická efektivita celé čistírny tedy závisí především na návrhu biologického stupně čištění.

• Systémy aerobní stabilizace obvykle spotřebují 25 – 30 kWh el. energie.
• Systémy s aktivovaným kalem navržené pro odstranění dusíku za primárními čířícími nádržemi spotřebovávají 15 – 20 kWh a umožňují výrobu el. energie pomocí kogeneračních jednotek.
• Systémy s aktivovaným kalem navržené pro odstranění BSK (uhlíku) spotřebovávají okolo 10 kWh. Odstraňování zbývajících nutrietů není nutné, obzvláště v případě využití vody pro zavlažování. (viz také Huber řešení pro opětovné využití odpadních vod).
• Velké nitrifikační filtry spotřebují 7 – 10 kWh, zato nitrifikační rotační reaktory pouze 2 - 4 kWh.
• Více-stupňové biologické čištění je často více energeticky efektivní než jedno-stupňové.

Pro čistící procesy využívající aktivovaný kal platí následující informace a doporučení:

• Nejvíce energie spotřebují aerace a michání.
• Stáří aerobního kalu musí být pro použitý proces dostatečné, kal ovšem nesmí být starý příliš. Objem oxických, anoxických a anaerobních nádrží by měl být variabilní – například v létě je u anoxické nádrže žádoucí menší kubatura.
• Provzdušňování jemnými bublinkami je mnohem účinnější než velkými, a daleko účinnější než mechanická aerace. Optimální průměr bubliny je okolo 2 mm.
• Rozvržení aeračních elementů po dně má obrovský vliv na předání kyslíku a na spotřebu el. energie.
• Optimální efektivity provzdušňováním jemnými bublinkami je dosahováno při ponoru aeračních elementů mezi 4 a 6 m.
• Turbodmychadla spotřebují přibližně o 10 % energie méně než objemová dmychadla.
• Chytré ovládání koncentrace kyslíku, redoxního potenciálu nebo dusičnanu amonného může ušetřit množství energie.
• Efektivní míchadla pro neprovzdušňované nádrže obvykle spotřebovávají 1.5 – 3.0 W/m³ objemu nádrže.
• Měla by být ovládána vnitřní cirkulace v nádrži. Míchadla s variabilní rychlostí spotřebovávají okolo 0.5 kWh.
• Rovněž průtok vratného kalu by měl být ovladatelný. Odstředivá čerpadla s variabilním nastavením otáček obvykle spotřebovávají okolo 0.5 kWh.
• Shrabovací otočné mosty dosazovacích nádrží a čerpadla přebytečného kalu spotřebovávají okolo 0.15 kWh.

Viz také Membranové Bio-Reaktory.