通常，污水的微生物技術處理在實質上能夠以兩種方式進行，即通過利用使用氧氣的微生物的好氧方式，以及通過在沒有氧氣的條件下微生物生長的厭氧方式。提高這兩種處理方式效率，可以通過微生物技術添加好氧菌與厭氧菌。
今天，我們重點講一下污水處理中採用好氧微生物技術處理的基本原理和方法。好氧微生物技術處理是在有氧的情況下，借好氧菌的作用來進行的。在好氧微生物技術處理過程中，污水中的溶解性有機物質透過細菌的細胞壁而為細菌所吸收；固體的和膠體的有機物先附著在細菌細胞體外，由細菌所分泌的胞外酶分解為溶解性物質，再滲入細胞。

好氧菌通過自身的生命活動——氧化、還原、合成等過程，把一部分被吸收有機物氧化成簡單的無機物，並放出好氧菌生長、活動所需要的能量，而把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物，並放出好氧菌生長、活動所需要的能量，而把另一部分有機物轉化為生物體所必需的營養物質，組成新的細胞物質，於是好氧菌逐漸生長繁殖，產生更多的好氧菌。其它微生物攝取營養後，在它們體內也發生相同的生物化學反應。

通過好氧菌好氧處理，污水中一部分有機物被無機化，一部分有機物則被合成為微生物好氧菌的細胞物質。當污水水有機物較多時（超過微生物生活所需時），合成部分增大，微生物好氧菌總量增加較快；當污水中有機物不足時，一部分微生物就會因飢餓而死亡，它們的屍體將成為另一部分微生物好氧菌的「食料」,微生物的總量將減少。微生物好氧菌的細胞物質雖然也是有機物質，但微生物是以懸浮的狀態存在於水中的，相對地說，個體比較大，也比較容易凝聚，可以同污水中的其它一些物質（包括一些被吸附的有機物和某些無機的氧化產物以及菌體的排泄物等）通過物理凝聚作用在沉澱池中一起沉澱下來。

由此可見，好氧菌微生物技術處理法特別適用於處理溶解的和膠體的有機物因為這部分有機物不能直接利用沉澱法除去，而利用好氧菌微生物技術處理法把它們的一部分轉化成無機物，另一部分轉化成微生物的細胞物質從而與污水分離。但必須注意，沉澱下來的污泥（其中含有大量微生物）在缺氧的情況下容易腐化，應作適當的處置。

用好氧菌微生物技術處理污水，基本上沒有臭氣，好氧菌微生物技術處理法所需的時間比較短，如果條件適宜，一般可除去80%~90%左右的BOD5，有時甚至可達95%以上。習慣上，把污水的好氧菌微生物技術處理法稱為生物處理。
常見的好氧菌微生物技術處理法有活性污泥法、生物膜法、污水處理菌添加三大類。

第一類微生物技術處理法，活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O/、氧化溝等。

SBR：SBR是序批式活性污泥法的簡稱，是一種按間隙曝氣方式來運行的活性污泥污水微生物技術處理法。它的主要特徵是在運行上的有序和間隙操作，SBR技術的核心是SBR反應池，該池集均化、除沉、生物降解、二沉功能於一體無污泥回流系統，適用於間隙排放和流量變化較大的污水微生物技術處理場合。

A/O：A/O生物脫氮工藝是由缺氧和好氧兩部分反應組成的微生物技術處理系統。污水進入缺氧池後，依次經歷缺氧反硝化、好氧去有機物和硝化的階段，流程的特點是前置反硝化，硝化後部分出水到反硝化池，以提供硝酸鹽。

A/A/O:A2/O工藝亦稱A-A-O工藝，（厭氧-缺氧-好氧）。按實質意義來說，本工藝應為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。

第二類微生物技術，微生物膜法：生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等。

生物濾池：生物濾池是以土壤自凈原理為依據，在污水灌溉的實踐基礎上，經較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發展起來的人工微生物技術處理法。是由碎石或塑料製品填料構成的微生物技術處理構築物，污水與填料表面上生長的微生物技術膜間隙接觸，使污水得到凈化。

生物轉盤：是由水槽和部分浸沒於污水中的旋轉盤體組成的微生物技術處理構築物。盤體表面上生長的微生物膜反覆地接觸槽中污水和空氣中的氧，使污水獲得凈化。