生物处理法是利用微生物的代谢作用，去除污水中有机物质的方法。常用的有活性污泥法、生物膜法等，还有氧化塘及污水土地处理法。化学处理法在城市污水处理中使用较少，一般涉及城市给水处理中的其他化学方法如中和氧化还原、离子交换、电解主要用于工业废水处理，很少用于城市污水处理。污泥需处理才能防止二次污染，其处置方法常有浓缩、厌氧消化、脱水及热处理等。
一级处理主要针对水中悬浮物质，常采用物理的方法，经过一级处理后，污水悬浮物去除可达40%左右，附着于悬浮物的有机物也可去除30%左右;二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。通常采用的方法是微生物处理法，具体方式有活性污泥法和生物膜法。生物处理就是利用微生物分解氧化有机物的这一功能，并采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，以提高其分解氧化有机物效率。
污水经过一级处理以后，已经去除了漂浮物和部分悬浮物，BOD5的去除率约25%～30%。经过二级处理后，BOD5去除率可达90%以上，二沉池出水能达标排放。活性污泥处理系统，在当前污水处理领域，是应用**为广泛的处理技术之一，曝气池是其反应器。污水与污泥在曝气池中混合，污泥中的微生物将污水中复杂的有机物降解，并用释放出的能量来实现微生物本身的繁殖和运动等。
当前流行的污水处理工艺有：AB法、SBR法、氧化沟法、普通曝气法、膜分离机等，各有其自身的特点。
AB法
该工艺对曝气池按高、低负荷分为二级供氧。A级负荷高，曝气时间短，产生污泥量大，污泥负荷2.5kgBOD/(kgMLSS?d)以上，池容积负荷在6kgBOD/(m3?d)以上;B级负荷低，污泥龄较长。A级和B级亦可分期建设，A级与B级间设中间沉淀池。两级池子的F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点，但不适合低浓度水质。
SBR法
此法进水、曝气、沉淀、出水在同一座池子中完成，常由3—4个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。这种—体化工艺的特点是工艺简单，由于只有—个反应池，不需二沉池、回流污泥及相关的设备，一般情况下不设调节池，多数情况下可省去初沉池，故节省了占地和投资，耐冲击负荷且运行方式灵活，可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态，实现除磷脱氮的目的。
普通曝气法
其变型工艺普通曝气法出现得**早，其实际处理效果好，可处理大的污水量，对于Jc-r厂可集中建设污泥消化池，所产生的沼气可作能源利用。传统普曝法的不足之处是只能作为常规二级处理，不具备脱氮除磷功能。近几年，在工程实践中，通过降低普通曝气池的容积负荷，可以达到脱氮的目的;在普通曝气池前设置厌氧区，可以除磷，亦可用化学法除磷。采用普通曝气法去除BOD，，在池型上有多种形式，如氧化沟，工程上称为普通曝气法的变型工艺，亦可统称为普通曝气法。

生物接触氧化法：
用生物接触氧化法处理废水，即用生物接触氧化工艺在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的**的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。**后,处理过的废水排入生物接触氧化处理系统与生活污水混合后进行处理,氯消毒后达标排放。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷,这种曝气装置称谓鼓风曝气。
生活污水一体化设备工艺流程说明
废水经格栅拦截去除水中废渣、纸屑、纤维等固体悬浮物，进入调节池，在调节池内均质、均量后经泵提升至A级生物池，在A级生物池段异养菌将污水中可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化。在O级生物池段存在好氧微生物及消化菌，其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O;在充足供氧条件下，硝化菌的硝化作用将NH3-N氧化为NO3-，通过回流控制返回至A级生物池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮，接触氧化池出水自流进入沉淀池进行沉淀，沉淀池出水进入过消毒池进行二氧化氯消毒，消毒出水达标排放。
污泥池的污泥一部分回流至A级生物池，剩余污泥定期外运处置。

A级生物池(缺氧池)
将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化和反硝化，去除氨氮。
O级生物池(生物接触氧化池)
该池为本污水处理的核心部分，分两段，前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量大幅度降低;后段在有机负荷降低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。