廢水處理有三種基本的生物處理方法，滴濾池、活性污泥法和氧化池，還有第四種不太常見的方法是旋轉生物接觸器。
滴流式過濾器
滴濾器只是一個裝滿深石頭床的水箱。沉淀后的污水不斷地噴灑在石頭的頂部，然后流到底部，在那里收集起來進行進一步處理。隨著廢水的滴下，細菌聚集并在石頭上繁殖。污水在這些生長物上的穩定流動使微生物能夠吸收溶解的有機物，從而降低污水的生化需氧量（BOD）。通過結石之間的空間向上循環的空氣為代謝過程提供了足夠的氧氣。
沉淀池，稱為二次澄清池，跟在滴濾器后面。這些澄清器去除了被廢水從巖石上沖走的微生物。兩個或多個滴濾器可以串聯連接，污水可以再循環，以提高處理效率。
活性污泥法
性污泥處理系統由曝氣池和二沉池組成。沉淀后的污水與從二沉池再循環的新鮮污泥混合，被引入曝氣池。然后通過位于罐底部的多孔擴散器將壓縮空氣注入混合物中。當它冒泡到表面時，擴散的空氣提供氧氣和快速混合作用。空氣也可以通過位于儲罐表面的機械螺旋槳式攪拌器的攪拌作用添加。
在這種含氧條件下，微生物茁壯成長，形成一種活性、健康的生物固體懸浮液，主要是細菌，稱為活性污泥。曝氣池中提供了大約六個小時的滯留時間。這使微生物有足夠的時間吸收污水中溶解的有機物，從而降低BOD。然后，混合物從曝氣池流入二沉池，活性污泥在重力作用下沉淀。澄清池表面的清水經過脫脂、消毒后作為二級出水排放。污泥從罐底的料斗中抽出。大約30%的污泥被再循環回曝氣池，在那里與初級出水混合。這種再循環是活性污泥工藝的一個關鍵特征。回收的微生物很好地適應了污水環境，并容易代謝初級流出物中的有機物質。剩余70%的二次污泥必須
活性污泥工藝的變化包括延長曝氣、接觸穩定和高純氧氣曝氣。擴展的曝氣和接觸穩定系統省略了初級沉降步驟。它們可以有效地處理來自汽車旅館、學校和其他相對孤立的廢水來源的小污水流。這兩種處理通常都是在被稱為成套設備的預制鋼罐中提供的。氧氣曝氣系統將純氧與活性污泥混合。更濃的氧氣濃度可以將曝氣時間從6小時縮短到2小時，從而減少所需的儲罐體積。
氧化池
氧化池，也稱為瀉湖或穩定池，是一種大型淺池，旨在通過陽光、細菌和藻類的相互作用來處理廢水。藻類利用太陽的能量以及水中細菌釋放的二氧化碳和無機化合物生長。在光合作用過程中，藻類釋放需氧細菌所需的氧氣。有時安裝機械曝氣器以提供更多的氧氣，從而減少所需的池塘尺寸。池塘中的污泥沉積物最終必須通過疏浚清除。池塘污水中殘留的藻類可以通過過濾或化學處理和沉淀相結合的方式去除。
旋轉生物接觸器
在該處理系統中，安裝在水平軸上的一系列大型塑料圓盤部分浸沒在初級污水中。當軸旋轉時，圓盤交替暴露在空氣和廢水中，允許一層細菌在圓盤上生長并代謝廢水中的有機物。
