第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥"。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。
活性污泥工艺的优点是对不同性质的污水适应性强，建设费用较低。
活性污泥工艺的缺点是运行稳定性差，容易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。
活性污泥法有很多种型式，使用***广泛的主要有三类：①传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O工艺；②氧化沟；③SR工艺。传统活性污泥法是应用***早的工艺，它去除有机物的效率很高，在处理过程中产生的污泥采用厌氧消化方式进行稳定处理，对消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和运行费用都比较低，因而得到广泛应用。
传统活性污泥法与氧化沟和SR工艺相比***大优势是能耗较低、运营费用较低，规模越大这种优势越明显。对于大型污水厂来说，年运营费很可观，比如规模为40×104m3/d的污水厂，1m3污水节省处理费1分钱，一年就节省146万元。
传统的活性污泥法与AB法相比，处理效率、运行稳定性低于AB法，工程***和运行费用高于AB法。
传统活性污泥法的主要缺点是处理单元多，操作管理复杂，特别是污泥厌氧消化要求高水平的管理，消化过程产生的沼气是可燃***气体，更要求安全操作，这些都增加了管理的难度。但由于大型污水厂背靠大城市，技术力量强，管理水平较高，能满足这种要求，因而常规活性污泥法的缺点不会成为限制使用的因素。
3.2 氧化沟法
3.2.1 一般原理
氧化沟污水处理工艺是由荷兰卫生工程研究所（TNO）在20世纪50年代研制成功的。*家氧化沟污水处理厂于1954年在荷兰Voorshoper市建成投入使用。
从本质上看，氧化沟工艺是传统活性污泥工艺的一种变形，所以工作原理本质上与活性污泥法相同，但运行方式不同。
氧化沟工艺对传统活性污泥工艺的变形主要在以下三个方面：
（1）池改为沟。传统工艺的曝气池有推流式和完全混合式两种，推流式一般为矩形，完全混合式一般为圆形池。氧化沟则改成了封闭的环状沟，因此氧化沟也称为连续循环曝气池。污水和混合液（包括回流污泥）在沟内进行连续循环几十圈才能流出沟外。这种沟型结构，具备了推流式和完全混合式的双重特点。首先，污水一经进入池中，立即与池内混合液完全混合，经几十圈的循环，各点的污染物浓度基本一致。若某时刻进入高浓度或***工业废水进入沟内后，其浓度会很快被稀释，使其影响降低至***小。这是氧化沟工艺抗冲击负荷能力强的主要因素。其次，从循环一圈来看，氧化沟又有推流的特征，因为污水在沟中要循环几十圈，不产生像完全混合式那样，易发生短路。由此可见，氧化沟工艺综合了推流式和完全混合式的优点。
（2）低负荷高污泥龄。由于氧化沟运行方式，污水在沟内循环几十圈，决定了水力停留时间和曝气时间充分延长，从而使有机物负荷低污泥龄长的特点，在这样条件下运行使出水水质好，污泥在氧化沟中得以充分地稳定，不需再进行厌氧消化处理。
（3）曝气设备简化。氧化沟的曝气形式主要以表曝为主，常见的曝气设备有水平轴曝气转刷或转碟、垂直轴曝气机、射流曝气器等，与传统工艺的鼓风曝气形式相比，氧化沟的曝气系统大为简化，运行管理方便。
3.1.2 氧化沟工艺主要设计参数
氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于***曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：