光合细菌在厌氧光照、好氧光照或好氧黑暗条件下都能利用低分子有机物迅速增殖。活性污泥法是废水生物处理的主要方法，其运行方式很多，菌可以利用光能进行高效的能量代谢（即使微弱的光照也能进行）.在有氧条件下分解有机物，通过氧化磷酸化取得能量，并且能随生长条件的变化而灵活地改变代谢类型。
近年来活性污泥法在技术上有了不少的改进，如纯氧曝气法（用氧气代替空气）、深水曝气法（可使氧的转移率和水中溶解氧浓度大幅度提高）、粉末碳_活性污泥法（向曝气池投加粉末活性碳）、两级活性污泥法（吸附传统活性污泥法或AB法，应用实例有青岛海泊河废水处理厂、泰安废水处理厂）、间歇式活性污泥法（SBR法）等，还进一步研究关于活性污泥法脱氮、除磷、脱色、除臭和絮凝剂的应用。
生物膜法在滤料的应用上，开始用塑料滤料，如聚氧乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等。这些滤料质轻，强度高，耐腐蚀，比表面积大和孔隙率都较大。缺点是价格较高，初期投资较大。在构筑物的使用上，开始采用高效的生物流化床法。应用实例有北京市政院进行了以生物流化床处理废水的中试，设备规模为60-70m3d，采用的是二相流化床，载体是直径为05-06mm的细砂。