Fin dal sorgere della tecnica di depurazione il problema del trattamento dei fanghi fu il più difficile da risolvere in modo soddisfacente dal lato igienico e da quello economico.
La loro putrescibilità ne impone l'allontanamento o la trasformazione, ma poiché il trasporto allo stato naturale sarebbe molto costoso, gli studi dei tecnici sono stati sempre diretti a determinare sistemi di trattamento che permettessero di rendere innocui i fanghi e possibilmente di trarne un utile che potesse compensare almeno in parte le spese di esercizio degli impianti stessi.
A causa della sua elevata percentuale di acqua e della sua tossicità il fango non poteva essere utilizzato direttamente come concime.
Si è quindi pensato di internarlo temporaneamente in basse trincee o di lasciarlo essiccare in appositi stagni.
Il trattamento moderno riconosciuto igienicamente idoneo ed economicamente conveniente è quello biologico, ottenuto ,sfruttando l'attività dei microrganismi contenuti nella massa stessa del fango.
La convenienza igienica deriva dal fatto che con la fermentazione anaerobica vengono distrutti i microrganismi patogeni e di conseguenza il fango risultante può essere adoperato senza pericolo come concime per qualsiasi specie di coltivazione. Dal punto di vista tecnico i risultati del trattamento sono: la forte riduzione di volume del fango originario, la grande fluidità del fango digerito, l'assenza di odori, l'abbassamento della tossicità e la proprietà di essiccarsi molto rapidamente.
Con l'essiccamento si ha un'ulteriore riduzione di volume e di peso, per cui le spese di allontanamento diventano trascurabili e in genere possono trovare compenso nel valore del fango da usarsi come concime.
Il volume del fango digerito, seccato all'aria, è all'incirca un decimo del volume del fango originario. Il suo aspetto è quello di un terriccio poroso e leggero.
Il complesso di fenomeni chimici e biologici che produce la trasformazione delle sostanze organiche in altre più semplici, organiche o inorganiche, è quello che con termine generico si chiama fermentazione.
Con la parola digestione si indica nella pratica depurativa quella speciale fermentazione che avviene con reazione alcalina del fango in cui si svolge. Questa fermentazione è quella che interessa maggiormente perché produce la più rapida riduzione di volume del fango senza sviluppi di cattivi odori e conferisce al fango stesso quelle caratteristiche di fluidità e di essiccabilità di elevata importanza economica.
Il fango fresco lasciato a sé tende a subire la fermentazione acida, la quale dà luogo ad una massa maleodorante e viscosa che stenta molto a ridursi di volume, ma, in adatto ambiente, quale si ha nelle ordinarie vasche di una certa profondità, la fermentazione acida viene più o meno lentamente sostituita dalla fermentazione alcalina detta anche digestione o fermentazione metanica a causa del metano che essa produce.
Questa specie di fermentazione è dovuta a microrganismi metanogeni, i quali prendono sempre più il sopravvento sugli altri man mano che il fango tende ad alcalinizzarsi. Una moderata aggiunta di calce nella pratica favorisce lo sviluppo di tali microrganismi e accelera l'avviamento del processo digestivo.
Un impianto di sedimentazione e trattamento dei fanghi può essere costituito da vasche a due compartimenti (pozzi Imhoff) di cui uno superiore per la sedimentazione e uno inferiore per la digestione dei fanghi, oppure da vasche di sedimentazione e vasche di digestione separate, dette anche digestori.