生物處理過程中，利用微生物的生物化學作用，將復雜的有機物分解為簡單物質，將有毒物質轉化為無毒物質，使污水得到凈化。其中選擇適宜的COD∶N∶P的比例是保證生化效果的關鍵所在。實驗表明厭氧池按照COD∶N∶P=(300～400)∶5∶1，好氧池按照COD∶N∶P=(100～200)∶5∶1這樣污泥增加較快，處理效果良好。但實際進水水質變化較大，氨氮最高為35mg/L，最低時只有3.5mg/L;總磷最高為1.4mg/L，最低時不足0.2mg/L。因此在運行中應對總磷、氨氮、COD進行分析，結合實際生產狀況進行不斷調整，是否加入微生物營養物質、何時加入，這些都需要通過試驗來完成。如果COD、含油符合要求可不加入，但提高處理負荷時，應根據生產實際進行調整，確保出水水質要求。針對微生物好氧與否，生物處理法可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法。

　　好氧生物處理法

　　好氧生物處理是在水中有充分溶解氧的情況下，利用好氧微生物的活動，將污水中的有機物分解為CO2H2O、NH3和NO3-等。一般好氧反應又分為活性污泥法、生物膜法(生物濾池、生物轉盤、生物氧化塔)、接觸氧化池法、氧化塘法等。Li等通過用PVA生物固定法處理大慶油田的污水，COD由原來的2600mg/L降到240mg/L，并且固定后的微生物可以重復循環利用，增加了處理過程中降解菌的利用率。李希明等通過一級氣浮預生化單元，去除大塊浮油;四級生化處理單元，降低污水中聚合物含量，并去除污水乳化油和溶解油，降低污水含油量和COD值;二級沉降單元，沉降細菌體或生物除氧的工藝實驗流程。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

    試驗結果表明，經過預生化后污水COD大幅度降低，后經過多級的生化處理COD值在逐級降低，最后沉降后污水的COD在110mg/L以下。佘躍惠等通過常規的微生物學方法分離到除SRB和TGB以外的7株PAM降解菌，COD降低幅度達到了97.9%。陳進富等采用活性污泥法處理綏中某油田采油廢水時，采油廢水經72h曝氣生化處理其COD也降低了26.4%以上。包木太等利用氣浮生化超濾裝置處理稠油污水，生化后含油降到了20mg/L，COD的去除率達到了87.5%。還有巴西的Freire等應用SBR工藝對油田采油廢水進行生物處理試驗，COD的去除率在50%以上。

　　厭氧生物處理法

　　厭氧生物處理的主要特點是可以在厭氧反應器中穩定保持足夠的厭氧生物菌體，使廢水中的有機物降解CH4、H2O和CO2等。厭氧反應器主要有厭氧活性污泥法、厭氧濾池法、升流式厭氧污泥床(UASB)、內循環反應器(IC)和膨脹顆粒污泥床(EGSB)等。竺建榮等用厭氧USAB和AAA結合的工藝來處理預先經氣浮處理的廢水。試驗表明，UASB反應器的COD去除率均保持在60%左右。經過厭氧UASB反應器處理后的廢水，再經AAA工藝處理，COD去除率在31%～48.5%。趙洲洋等研究了厭氧好氧耦合生物體系對含酚廢水的處理效果，模擬含酚廢水的COD由4g/L降至100mg/L，最快降解速率達到720mg/(L·h)。