Le principe de fonctionnement d'un lit bactérien consiste à faire ruisseler les eaux usées, préalablement décantées ou dégrillées sur une masse de matériaux poreux ou caverneux qui sert de support aux micro organismes épurateurs. (cf. schéma ci dessous).
Il existe des lits bactériens à faible, forte ou très forte charge Le dimensionnement tient compte du type de matériau utilisé traditionnel ou plastique.
A forte charge, le débit d'alimentation assure l'auto curage du lit (charge hydraulique supérieure à 0,6 m 3 /m 2 /h). Les performances de ce procédé approchent 80% d'élimination de la DBO5.
A faible charge, la recirculation et la clarification ne sont pas nécessaires. Il n'y a pas d'auto curage du lit. Ce sont les prédateurs (protozoaires, métazoaires) qui assurent la régulation de la biomasse fixée. Ainsi, le risque de colmatage est limité. Les performances de ce procédé avoisines 95% d'élimination de la DBO5.