许多生产、生活中的有毒物质、污染物是由水进入环境中，因而对生物圈、人类产生影响。这类水中有相当部分乃是废弃水，称为废水。随着物质生活水平的提高，废水排放量和水的需求量越来越大。可以想象，不久的将来，不仅是现在某些地区而是相当广阔地区水的问题将成为物质生活提高的限制因素。使废水重新得以利用不但是因淡水水源有限而需研究，它也将是治理环境污染的主要问题之一。废水处理方法有物理、化学和生物方法。带有放射性的废水偏重于用物理、化学方法处理。如悬浮、过滤、石灰-苏打软化法、离子交换法、蒸馏法等。而大量带有毒物、污染物废水不仅仅是靠物理、化学方法处理，就目前趋势看，更多的是采取物理、化学、生物方法混合处理。而生物方法在其中占主导地位。

    废水处理过程通常分三级进行。对含有大量有机物的废水，一般先做第一级预处理，包括有沉淀、过滤、筛选、蒸发、浓缩、燃烧、浮选、吹脱等物理法；第二级多采用生物方法处理；第三级则是采用物理化学方法对废水进一步净化，使水质提高到能重复使用的程度。

    用微生物处理污水，按生物处理中用的是厌气或好气微生物而称好气处理法和厌气处理法。前者包括活性污泥法、生物滤池法、稳定塘和污水灌溉。后者有污泥消化池法，此外还有其他植物处理法。

1. 好气生物处理法

包括活性污泥法、生物滤池法、稳定塘（又称氧化塘）、污水灌溉（也称土地灌溉法）等。活性污泥法的原理是在好气微生物作用下，含有大量有机物的污水中形成生物絮体，吸附沉淀有机物，生物在其中把有机物氧化分解从而达到废水净化目的。生物滤池内装有碎石、煤渣等，预处理后的废水自上而下流经滤料，经吸附作用使污水微生物被阻留在滤料上，在上面形成一层生物膜，它包括有细菌、真菌、藻类和原生动物以及蠕虫、蚯蚓类等其他高等动物。生物膜表面主要有好气菌活动，它的氧气来源一部分是由藻类放氧供给细菌氧化有机物；另一部分是取自空气。原生动物吞噬细菌使生物膜不断获得更新。不少有机颗粒被蠕虫、蚯蚓所吞食，它们的运动也使粘状生物膜得到松动。稳定塘多数既具有好气细菌作用，又具有厌气细菌的作用。用稳定塘处理废水时主要是利用湖塘水体自净能力。塘内生物有菌类、藻类、原生动物、后生动物、高等植物等，组成一生态系统。废有机物被细菌、原生动物、腐生动物消耗，在它们的上面是捕食种群如轮虫、甲壳虫等。塘底沉淀则被微生物所消化。藻类光合作用过程利用了细菌代谢过程的营养物，并且为好气细菌提供了氧气。污水灌溉是利用污水灌溉土壤后，土壤中各类微生物使污水中有机物得以分解，而水中其他毒物也得到降解，转化成为植物的有用养分。它还利用土壤中无机、有机胶体及其复合体对废水中毒物起络合、沉淀和吸收的作用，有的在其中起离子交换作用。在污灌中植物还吸收、分解、转化了许多有机物、毒物。土壤结构和植物根系对污水中毒物、污染物也起了阻滞作用。污水灌溉一方面起了净化污水的作用，当毒物、污染物低于一定标准时，用污水灌溉还有明显的增产效益。

2. 厌气生物处理法

当工业废水中BOD很高时，用好气处理法处理废水往往失效，并且困难较大。这时多采用厌气处理法。沼气是厌气处理法产物。厌气处理的废水一般BOD浓度应达到5000～10000毫克/升。废水中主要成分应是蛋白质和脂肪而非糖类。处理的废水一般应能做到高温、碱度适中、无毒性并具有丰富的营养素。厌气菌分解有机物能力很强，并和温度因子关系密切。虽然厌气处理后一般BOD去除率达85％以上，处理后的污水、污泥也是好肥料，而且因温度较高、缺氧等因素能杀死部分害虫、细菌。但处理后的废水COD、BOD还较高，需再处理后才能排放。因厌气菌生长繁殖慢，所以处理过程相对时间比较长，加上环境条件要求较严，这些均被认为是厌气处理中的一些缺点。