La primera etapa de reducción de volumen de los fangos se lleva a cabo eliminando parte del agua por medios físicos, principalmente, la sedimentación por gravedad. Se realiza en sedimentadores circulares en los que el fango entra por un distribuidor central, sedimenta y se compacta, extrayéndose el fango espesado mediante dispositivos instalados en la parte inferior del tanque.
Otros métodos de espesamiento, menos utilizados debido a su mayor coste, incluyen operaciones de flotación o de centrifugación.