Las depuradoras convencionales son las únicas eficaces para limpiar el agua procedente de medianas y grandes poblaciones. Se trata de sistemas que depuran mediante la actividad metabólica de microorganismos. Cada instalación debe ajustarse a las condiciones propias de cada localidad. Generalmente se diferencian tres líneas para el tratamiento: de aguas, de fangos y de gases. En las líneas de aguas hay pretratamiento y tratamientos primario, secundario y terciario. El tratamiento de fangos comprende la digestión, el espesado y el secado. Los gases producidos son una mezcla de metano, CO2 y vapor de agua (biogás). La planta de fangos activos es el sistema más empleado, dentro de los sistemas depurativos convencionales.
En el pretratamiento se producen el desbaste, el desarenado y el desengrasado. A la entrada de todas las depuradoras debe existir un rebosadero que desvíe los grandes caudales que llegan después de las lluvias torrenciales. Reduce las materias orgánica e inorgánica y evita los atascos en el interior.
El tratamiento primario se realiza en el decantador primario. Durante esta fase se eliminan los sólidos en suspensión, previa sedimentación en grandes bolsas de reposo. La sedimentación se puede mejorar mediante el aporte de sulfato de aluminio, cloruro férrico y polielectrolitos, y con ajustes en el pH que facilitan la floculación y la sedimentación. Posteriormente se limpia el fondo con rasquetas.
El tratamiento secundario se produce en depósitos de digestión y durante el proceso se elimina hasta el 50% de la materia orgánica mediante el metabolismo de los microorganismos anaerobios y aerobios que reúnen en flóculos, que forman los fangos activos con capacidad depuradora. Los organismos aerobios tienen mayor actividad metabólica y no generan malos olores ni gases peligrosos. Con los fangos una vez tratados, se pueden hacer varias cosas: incinerarlos; elaborar fertilizantes y composta; y depositarlos en vertederos. Hay dos técnicas para tratar el lodo: anaeróbias y aerobias. El proceso más frecuente consiste en el desecado mediante filtro-banda.
Durante el tratamiento terciario se eliminan patógenos, metales pesados, fosfatos y nitratos mediante tecnologías avanzadas, generalmente costosas. Pro ello, este tratamiento solo se realiza si el agua va a volver a ser utilizada.