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目前在水處理領域中，污水生物處理技術主要分為活性污泥法和生物膜法兩種，其它各種生物處理方法基本上為此兩種方法的組合或延伸。
活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的處理方法。該法是在人工充氧的條件下，在曝氣池內對污水中的各種好氧微生物群體進行培養和馴化，形成活性污泥。利用活性污泥的吸附和生物氧化作用，分解去除有機物。生化曝氣池出水進入二沉池進行泥水分離，大部分污泥再回到曝氣池中，多余部分則排出活性污泥系統。活性污泥法適用于處理 COD 和 B/C 較高的水質。
生物膜法是土壤自凈和淺水河川自凈的人工模擬，并加以全方位的技術強化的廢水處理技術。該工藝的技術核心是生物濾池工藝，它利用濾池中充填的濾料，和掛于濾料表面的生物膜，不但能截流處理水中的懸浮顆粒，而且可吸附溶于水中的有機物，通過生物分解變成無機物的 CO2 和 H2O。如停留時間選擇適當，供氧充分，能對 NH3-N 進一步硝化，有脫 NH3-N 的作用。同樣水中呈溶解狀態的磷也能由生物的吸附合成作用通過排泥獲得一定的去除率。由于生物膜法反應器各層中生長著與流經本層水質相適應的優勢菌種，有利于有機物的降解，可處理低濃度進水。
