生物处理是处理高有机污染废水的最廉价方法。微生物会分解溶解的有机化合物。因此，需要足够的氧，氮，磷和微量化合物。

乍一看，这似乎很容易。但是，必须选择正确的工艺组合，正确的预处理，正确的曝气系统和正确的污泥分离（沉淀）。

常见的设计是缺氧反硝化，然后进行好氧曝气硝化，至少100％的污泥内回流至反硝化，最后进行沉淀，并回流剩余污泥至生物池以提供足够的活性污泥。最后，必须根据水质特点和排放极限来确定工艺。在处理之前，必须预处理去除有机和无机颗粒以及油脂。污泥可通过沉淀池或膜系统分离。

好氧系统可以达到严格的排水极限，同时产生大量的污泥。厌氧系统可作为其前处理，可以将溶解的有机化合物转化为有价值的沼气，但是系统非常敏感。