微生物內源代謝階段是指微生物體濃度因內源呼吸作用而隨時間下降的階段。此階段內由於基質(有機物)濃度很低,微生物依靠內源代謝,利用自身的貯藏物質、酶等部分原生質的氧化,來取得營養物質。此時,合成的原生質已不足以補充內源呼吸所耗出的原生質,微生物的死亡率增高、細胞消散、總量下降。此階段食料與活細菌重量之比小於0.006-0.1。是污泥增長曲線上最後一個階段。此時,污泥無機化程度高,沉降性較差,污泥量也逐漸減少。工程上採用的延時曝氣法就是控制微生物生長處在該階段,因此,排泥量少,管理方便,效果也好,但需曝氣時間長,投資及運行費用都較高。常用於小型處理站處理濃度較高或處理要求較高的廢水。