利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物质转化为稳定的无害物质。
方法有：好氧生物处理方法（广泛用于处理城市污水和有机性生产污水，包括活性污泥法和生物膜法）和厌氧生物处理方法（用于处理高浓度有机污水与污泥）。常见的好氧处理工艺有普通好氧活性污泥工艺、AVO工艺、间歇式活性污泥工艺(SBR),曝气生物滤祂（BAF)等。生物膜法有：①生物滤池，其中又可分为普通生物滤池、高负荷生物滤池、塔式生物滤池等；②生物转盘；③生物接触氧化法；④好氧生物流化床等。在传统厌氧接触法（AC)技术基础上，出现了厌氧生物滤池(AF)、升流式厌氧污泥床（UASB)、厌氧膨胀床（AEBR)、厌氧流化床（AFBR)、厌氧生物转盘（ARBC)、厌氧挡板反应器（AFR)以及厌氧复合反应器（AHR)等高效厌氧反应器等。...
生物处理法的优点：处理污水的范围广泛、费用低廉，运行管理较为方便。缺点是占地面积大，污水停留时间长，容易受气候等因素的影响，处理效果不稳定。
生物处理方法详见活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理。
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