Sistemas alternativos de esgoto são geralmente projetados para áreas sensíveis à poluição onde sistemas convencionais são inadequados. Isso inclui zonas úmidas ou perto de rios e lagos, onde a permeabilidade do solo é ruim ou os níveis de água subterrânea são altos. Sistemas alternativos modificam ou substituem completamente sistemas de tratamento tradicionais. A maioria é mais cara para instalar e manter, mas é mais eficiente no tratamento de esgoto. Vários métodos alternativos estão disponíveis, e quase todos requerem fornecimento elétrico contínuo.
Câmaras de bombeamento estão presentes em quase todos os sistemas alternativos. Uma câmara de bombeamento contém uma bomba elétrica em um recipiente impermeável, que também armazena efluente ou águas residuais a serem bombeadas para o sistema de tratamento. A bomba elétrica é programada para funcionar de acordo com a agenda do operador. O tamanho e a capacidade por hora das bombas determinam a quantidade de efluente aplicada durante cada ciclo. A maioria das câmaras de bombeamento é equipada com sistemas de flutuação que desligam a bomba quando o efluente atinge níveis críticos acima ou abaixo.
O efluente em sistemas alternativos passa por tratamento primário de maneira e propósito semelhantes aos sistemas convencionais. Ambos os sistemas usam uma fossa séptica equipada com filtro de saída para impedir que minúsculos poluentes sólidos entrem na fase de tratamento secundário. Em sistemas alternativos, no entanto, o efluente é tratado mais completamente antes de deixar a fossa séptica.
O tratamento secundário é importante em sistemas alternativos. Existem várias técnicas diferentes aplicadas a esta etapa de tratamento, categorizadas em sistemas de mídia fixa e de crescimento em suspensão. Em sistemas de mídia fixa, o efluente primário é transportado sobre uma mídia permeável contendo bactérias aeróbicas e exposto a oxigênio atmosférico em uma câmara impermeável. O efluente filtrado através da mídia é então coletado. Sistemas de crescimento em suspensão passam por processo semelhante, mas o efluente e o oxigênio atmosférico são rapidamente circulados por agitação mecânica.
A desinfecção é aplicada a efluente tratado para reciclagem e irrigação. Isso elimina a ameaça de microrganismos patogênicos. Poluentes orgânicos devem ser removidos durante o tratamento secundário, pois interrompem o processo de desinfecção. Técnicas de desinfecção incluem cloração, luz ultravioleta e ozonização. A cloração envolve a simples adição de cloro ao efluente. Gás ozônio é injetado no efluente durante a ozonização e utiliza equipamento complexo. A desinfecção ultravioleta é tecnicamente mais simples que cloração e ozonização, mas mais cara, pois lâmpadas UV precisam de substituição regular.