活性污泥法自發明以來，根據反應時間、進水方式、曝氣設備、氧的來源、反應池型等的不同，已經發展出多種變型，這些變型方式有的還在廣泛應用，同時新開發的處理工藝還在工程中接受實踐的考驗，采用時需慎重區別對待，因地因時的加以選擇。
1、傳統推流式
傳統推流式活性污泥法工藝流程，污水和回流污泥在曝氣池的前端進入，在池內呈推流形式流動至池的末端，由鼓風機通過擴散設備或機械曝氣機曝氣并攪拌，因為廊道的長寬比要求在5~10，所以一般采用3~5條廊道。在曝氣池內進行吸附、絮凝和有機污染物的氧化分解，最后進入二沉池進行處理后的污水和活性污泥的分離，部分污泥回流至曝氣池，部分污泥作為剩余污泥排放。傳統推流式運行中存在的主要問題，一是池內流態呈推流式，首端有機污染物負荷高，耗氧速率高；二是污水和回流污泥進入曝氣池后，不能立即與整個曝氣池混合液充分混合，易受沖擊負荷影響，適應水質、水量變化的能力差；三是混合液的需氧量在長度方向是逐步下降的，而充氧設備通常沿池長是均勻布置的，這樣會出現前半段供氧不足，后半段供氧超過需要的現象。
2、漸減曝氣法
為了改變傳統推流式活性污泥法供氧和需氧的差距，可以采用漸減曝氣方式，充氧設備的布置沿池長方向與需氧量匹配，使布氣沿程逐步遞減，使其接近需氧速率，而總的空氣用量有所減少，從而可以節省能耗，提高處理效率。
3、階段曝氣法
降低傳統推流式曝氣池中進水端需氧量峰值要求，還可以采用分段進水方式，入流污水在曝氣池中分3~4點進入，均衡了曝氣池內有機污染物負荷及需氧率，提高了曝氣池對水質、水量沖擊負荷的能力。階段曝氣推流式曝氣池一般采用3條或更多廊道，在第一個進水點后，混合液的MLSS濃度可高達5000~9000mg/L，后面廊道污泥濃度隨著污水多點進入而降低。在池體容積相同情況下，與傳統推流式相比，階段曝氣活性污泥法系統可以擁有更高的污泥總量，從而污泥齡可以更高。
階段曝氣法也可以只向后面的廊道進水，使系統按照吸附再生法運行。在雨季高流量時，可將進水超越到后面廊道，從而減少進入二沉池的固體負荷，避免曝氣池混合液懸浮固體的流失。
4、高負荷曝氣法
高負荷曝氣法（又稱改良曝氣法）在系統與曝氣池構造方面與傳統推流式活性污泥法相同，但曝氣停留時間僅1.5~3.0h，曝氣池活性污泥處于生長旺盛期。本工藝的主要特點是有機物容積負荷或污泥負荷高，曝氣時間短，但處理效果低，一般BOD5去除率不超過70％~75％，為了維護系統的穩定，必須保證充分的攪拌和曝氣。
5、延時曝氣法
延時曝氣法與傳統推流式類似，不同之處在于本工藝的活性污泥處于生長曲線的內源呼吸期，有機物負荷非常低，曝氣反應時間長，一般多在24h以上，污泥泥齡長，SRT在20~30d，曝氣系統的設計決定于系統的攪拌要求而不是需氧量。由于活性污泥在池內長期處于內源呼吸期，剩余污泥量少且穩定，剩余污泥主要是一些難于生物降解的微生物內源代謝的殘留物，因此也可以說該工藝是污水、污泥綜合好氧處理系統。本工藝還具有處理過程穩定性高，對進水水質、水量變化適應性強，不需要初沉池等優點；但也存在需要池體容積大，基建費用和運行費用都較高等缺點，一般適用于小型污水處理系統。