城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济，废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法。目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法。大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。

废水生物处理中的微生物：

1、细菌：主要包括真细菌(eubacteria)和古细菌(archaebacteria)；是废水生物处理工程中最主要的微生物根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌（10?C~15?C)、中温菌(15?C~45?C)和高温菌(>45?C)。

2、真菌：真菌的三个主要特点：①能在低温和低pH值的条件生长；②在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；③能降解纤维素。

真菌在废水处理中的应用：①处理某些特殊工业废水；②固体废弃物的堆肥处理

3、原生动物、后生动物：原生动物主要以细菌为食；其种属和数量随处理出水的水质而变化，可作为指示生物。后生动物以原生动物为食；也可作为指示生物。

废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：

①化能异养型代谢：在废水生物处理中最主要的代谢形式，主要用于对废水中有机物的去除，包括主要的好氧细菌和厌氧细菌；

②化能自养型代谢：也是废水生物处理中常见的一种代谢形式，主要包括甘度硝化细菌（将氨氮氧化为亚硝酸盐，或进一步氧化为硝酸盐）、氢细菌（对其的应用还处在研究阶段）、铁细菌等；

③光合异养型代谢：利用光合细菌以高浓度有机废水为基质生产菌体蛋白；

④光合自养型代谢：在废水生物处理中少有应用。

微生物在废水生物处理中主要有三个作用：

①去除溶解性有机物（以COD或BOD5表示）（将其转化成CO2和H2O），去除其它溶解性无机营养元素如N（最终转化为N2气）、P（转化为富含磷的剩余污泥从水中分离出来）等；

②絮凝沉淀和降解胶体状固体物（某些难降解颗粒或胶体状有机物，可以通过微生物产生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物质发生沉淀，与剩余污泥一同被排出系统；或通过吸附较长期地滞留在系统内而被缓慢降解）；

③稳定有机物（某些有毒有害难降解有机物可以被微生物初步分解或部分降解，而减轻毒性作用或得到部分稳定，或最终被完全转化为无机物而得到稳定）。