汙水生化處理屬於二級處理，以去除不可沈懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的，其工藝構成多種多樣，可分成活性汙泥法、AB法、A/O法、A2／Ｏ法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數城市汙水處理廠都采用活性汙泥法。生物處理的原理是通過生物作用，尤其是微生物的作用，完成有機物的分解和生物體的合成，將有機汙染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物汙泥)；多余的生物汙泥在沈澱池中經沈澱池固液分離，從凈化後的汙水中除去。

　　在汙水生化處理過程中，影響微生物活性的因素可分為基質類和環境類兩大類：

　　一、基質類包括營養物質，如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質、氮源、磷源等營養物質、以及鐵、鋅、錳等微量元素；另外，還包括一些有毒有害化學物質如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、镉、鉛離子等。

　　二、環境類影響因素主要有：

　　(1)溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的，盡管在高溫環境(50℃～70℃)和低溫環境(-5～0℃)中也活躍著某些類的細菌，但汙水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度範圍是20-30℃。在適宜的溫度範圍內，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強，處理效果也越好。超出此範圍，微生物的活性變差，生物反應過程就會受影響。一般的，控制反應進程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。

　　(2)PH值。活性汙泥系統微生物最適宜的PH值範圍是6.5-8.5，酸性或堿性過強的環境均不利於微生物的生存和生長，嚴重時會使汙泥絮體遭到破壞，菌膠團解體，處理效果急劇惡化。

　　(3)溶解氧。對好氧生物反應來說，保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高於0.3mg/l時，兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸；當溶解氧低於0.2-0.3mg/l接近於零時，兼性菌則轉入厭氧呼吸，絕大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多數為絲狀菌)還可能生長良好，在系統中占據優勢後常導致汙泥膨脹。一般的，曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜，過高則增加能耗，經濟上不合算。

　　在所有影響因素中，基質類因素和PH值決定於進水水質，對這些因素的控制，主要靠日常的監測和有關條例、法規的嚴格執行。對一般城市汙水而言，這些因素大都不會構成太大的影響，各參數基本能維持在適當範圍內。溫度的變化與氣候有 關，對於萬噸級的城市汙水處理廠，特別是采用活性汙泥工藝時，對溫度的控制難以實施，在經濟上和工程上都不是十分可行的。因此，一般是通過設計參數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求，以達到處理目標。因此，工藝控制的主要目標就落在活性汙泥本身以及可通過調控手段來改變的環境因素上，控制的主要任務就是采取合適的措施，克服外界因素對活性汙泥系統的影響，使其能持續穩定地發揮作用。

　　實現對生物反應系統的過程控制關鍵在於控制對象或控制參數的選取，而這又與處理工藝或處理目標密切相關。

　　前已述及溶解氧是生物反應類型和過程中一個非常重要的指示參數，它能直觀且比較迅速地反映出整個系統的運行狀況，運行管理方便，儀器、儀表的安裝及維護也較簡單，這也是近十年我國新建的汙水處理廠基本都實現了溶解氧現場和在線監測的原因。

　　三級處理：

　　三級處理是對水的深度處理，現在的我國的汙水處理廠投入實際應用的並不多。它將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩余汙染物,並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒,然後將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業用水、防火等水源。

　　由此可見，汙水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離，在使汙水得到凈化的同時將汙染物富集到汙泥中，包括一級處理工段產生的初沈汙泥、二級處理工段產生的剩余活性汙泥以及三級處理產生的化學汙泥。由於這些汙泥含有大量的有機物和病原體，而且極易腐敗發臭，很容易造成二次汙染，消除汙染的任務尚未完成。汙泥必須經過一定的減容、減量和穩定化無害化處理井妥善處置。汙泥處理處置的成功與否對汙水廠有重要的影響，必須重視。如果汙泥不進行處理，汙泥將不得不隨處理後的出水排放，汙水廠的凈化效果也就會被抵消掉。所以在實際的應用過程中，汙水處理過程中的汙泥處理也是相當關鍵的。