L'invention concerne un procédé de traitement d'eaux usées contenant des déchets alimentaires, selon lequel un traitement supplémentaire s'effectue dans un étage biologique aérobie. Selon l'invention, afin d'éviter de surcharger les systèmes, ces eaux usées contenant des déchets alimentaires sont traitées séparément. Au flux volumique contenant des parts de déchets alimentaires, on ajoute une biomasse provenant par exemple des boues résiduaires d'une station d'épuration aérobie, ce mélange étant soumis à un traitement aérobie. Ce flux volumique peut subir au préalable une élimination au moins partielle des substances solides. Un dispositif pour la mise en oevre de ce procédé est opportunément réalisé sous forme de réacteur (10), qui est réalisé séparément d'un dispositif - tel qu'un autre réacteur - pour le traitement d'un flux principal d'eaux usées, et peut ainsi également être ajouté à une installation existante. L'invention convient notamment pour des installations off-shore, comme des bateaux.