塘低处于厌气区，有机物质在厌氧微生物作用下，首先由产酸菌分解有机物质产生有机酸、醇、CO2、N2、H2、H2S等，然后再由产甲烷菌还原为和CO2。产生的气体从水中逸出，所以常常看到水面上有气泡产生。

    废水在氧化塘中流动缓慢，停留时间较长，废水中悬浮物沉至塘底，大量死亡的有机体亦沉到塘底，形成底泥。底泥在厌氧微生物的厌氧消化下得到分解，从而减少底泥的蓄积速率。

    该层中主要存在大量兼性好氧菌和兼性厌氧菌，在氧充足时进行有机物的彻底氧化，缺氧时进行厌氧呼吸或发酵。

    利用氧化塘也可以去除某些含毒物的废水，亦可以去除某些重金属离子的废水，如Cd、Cr、Cu、Ni等重金属主要是通过在较高的pH值下形成难溶盐或被水生生物通过食物链富集而去除。

    氧化塘中的病原菌和寄生虫等或者被紫外光照射杀死，或者沉入塘底。由于细菌之间存在的拮抗作用，使沉入塘底的病原菌不易增殖而逐渐死亡。