Con el fin de evaluar el desempeno de diferentes alternativas biologicas para el tratamiento del agua residual domestica del municipio de Cali, se estudiaron a escala de laboratorio diferentes modalidades del sistema de lodos activados (convencional, aireacion extendida, estabilizacion por contacto y adsorcion bio-oxidacion - sistema A/B) y un sistema de biodiscos. El estudio mostro la potencialidad de los sistemas de lodos activados y biodiscos como alternativas de tratamiento secundario del efluente primario convencional de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Canaveralejo, perteneciente a la ciudad, ofreciendo eficiencias de reduccion promedio de DQO, DBO 5 y SST superiores al 80%, cumpliendo con la normatividad colombiana para el vertimiento de agua residual a cuerpos receptores. Entre los sistemas de lodos activados evaluados, las modalidades convencional y estabilizacion por contacto mostraron el menor requerimiento de area comparadas con las modalidades de aireacion extendida y A/B; adicionalmente, los inconvenientes operacionales presentados con las modalidades convencional y estabilizacion por contacto fueron minimizados por su flexibilidad y rapida adaptabilidad a los cambios, siendo las opciones mas atractivas como alternativa de tratamiento secundario del agua residual domestica generada en la ciudad de Cali.