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하수나 폐수의 처리에 관여하는 자연발생적 혼합 미생물로 이루어진 슬러지이다. 유기물질이나 무기물질을 섭취·분해하는 능력을 갖는다는 점이 일반 슬러지와의 차이다. 호기성 세균군과 통성혐기성 세균군을 주체로 하며, 이 밖에 균류, 원생·선형·환형·절지동물 등과 남조류가 공존하고 있다. 호기성세균군과 균류는 용존산소의 존재 하에서 물 속에 있는 유기물질을 산화시켜, 물·탄산가스·암모니아 등의 무기물질을 만든다. 통성혐기성세균군은 유기물질을 산화 또는 환원시켜 유기산·탄산가스 등을 생성시키는데, 탈질소균 같은 통성혐기성세균은 질산호흡을 하여 하수·폐수 속에 들어 있는 질산·아질산에서 산소를 취하고 질소가스를 생성시킴과 동시에 유기물을 산화 분해한다. 원생동물이나 후생동물은 입자모양 유기물질이나 세균을 먹이로 하여 공존하며 남조류는 빛이 있는 곳에서는 광합성을 하고 빛이 없는 경우는 호기성세균과 마찬가지로 유기물질을 분해한다. 이처럼 활성슬러지에는 유기물질을 산화·환원시켜 생존하는 데 필요한 기본에너지를 획득하는 종속영양세균과 무기물을 산화시켜 에너지를 얻는 독립영양세균이 공존한다. 암모니아를 아질산으로, 아질산을 질산으로 각각 산화시키는 아질산균과 하수·폐수 속의 질소를 생물학적으로 제거하는 탈질소균 및 독립영양세균인 질산균과 함께 활성슬러지에 중요한 세균이다. 호기성세균군·통성혐기성세균군은 수십에서 수백 종의 세균종을 이루고 있으나, 현재로서는 한정된 몇 종만이 확인되어 있다.