生物方法主要是利用微生物的生長來降解、溶解或分散在水中的染料。由于大部分染料的可生化性較差，目前國內的許多紡織、印染等行業開始采用厭氧—好氧串聯的方法進行處理。對于低濃度的染料廢水，厭氧部分一般只采用水解法，即厭氧階段的前一部分。水解法一般采用動力學控制法，即限制廢水在水解池中的水力停留時間。在厭氧或水解階段，厭氧菌對染料進行破碎，從而提高廢水的可生化性，利于后續的好氧處理。
美國染色工作者協會對大量染料及藥劑進行測試。發現近一半的染料BODs/COD值小于0.1，因此運用生物法處理這部分糟染物需要選擇優良的菌種。國內在這方面取得了一些成果，羅國維、林世光等人研究開發的“優勢菌處理工業技術”，將用優勢菌的水解一接觸氧化工藝應用于印染廢水等工業廢水的處理工程實踐中，使系統的脫色率高達90%以上。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
曾麗璇等人從采用投優勢茵處理印染廢水工程實例的水解池中分離到lO株菌種，屬于9個茵屬，對活性黑KNB、活性紅HE一3B、活性黃3Ils具有較好的脫色作用，并且發現假單胞菌屬菌株的作用使偶氮染料活性黑KNB的發色基團偶氮鍵斷裂，產生苯胺類物質從而使染料脫色。
生物處理的流程目前較為成熟的是厭氧—好氧—生物炭接觸。厭氧—好氧生物轉盤也已進入中試研究。中國礦業大學在徐州被單廠采用水解～好氧—化學混凝法處理印染廢水取得了很好的效果。厭氧池采用目前使用最多的UASB反應器，與其它厭氧生物處理裝置相比，UASB處理能力大，處理效果好，操作簡單。
