随着化学工业的发展，污染物成分日渐复杂，废水中含有大量的有机污染物，如仅采用物理或化学的方法是很难达到治理的要求。利用微生物的新陈代谢作用，可对废水中的有机污染物质进行转化与稳定，使其无害化。生物处理方法主要分为好氧处理和厌氧处理两大类型，好氧处理方法主要分为活性污泥法和生物膜法。
活性污泥是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的方法，这种生物絮体称为活性污泥，它由好氧微生物及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机污染物的能力。
生物膜法是是通过废水同生物膜接触，生物膜吸附和氧化废水中的有机物。废水的厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物的作用，将废水中的有机物分解转化为甲烷和二氧化碳的过程，所以又称厌氧消化。厌氧生物处理实际上是一个复杂的生物化学过程。