目前国内外使用最多的微生物净化技术是投菌技术和生物膜技术等。投菌技术是直接向污染水体中接入外源的污染降解菌，然后利用投加的微生物激活水体中原本存在的可以自净的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物，并通过它们的迅速增殖，强有力地钳制有害微生物的生长和活动，从而消除水域中的有机污染及水体的富营养化。目前国内外常用的有集中式生物系统(central biological system，CBS)、高效复合微生物菌群(EM)及固定化细菌等技术。
CBS技术是由美国CBS公司的科学家开发研制的一种高科技生物修复技术，它是由几十种具备各种功能的微生物组成的一个良性循环的微生物系统。重庆桃化溪在2000年3-4月间曾使
用CBS技术净化河水。结果显示，BOD的去除率为83.1%~86.6%，COD的去除率为74.3%~80.9%，氮的去除率为53%~68.2%，磷的去除率为74.3%~80.9%，净化效果十分明显。固定化微生物技术是通过一定的包埋方式将生化处理菌种固定在一个适宜其繁殖、生长的微环境中的技术，从而达到有效降解养殖废水中某些特定污染物的目的。目前一般是经过富集、培养、筛选得到的高密度生化处理混合菌，包埋在海藻酸钠、PVA等凝胶材料中，结果使天然海水环境中相对贫乏的菌种在包埋体系中形成优势菌种，并且使包埋体系中的生化处理菌不易随意流失，从而达到有效处理养殖废水的目的。由于固定化微生物密度高、活性强、反应速度快，与常规的微生物挂膜生化处理技术相比，对氨氮和某些难生物降解有机物具有显著去除作用，因此该技术有望成为海水工厂化养殖废水处理的重要生化处理技术。
生物膜技术是废水连续流经固体填料(碎石、塑料填料等)，在填料上就会生成生物膜，生物膜繁殖着大量的微生物，起到净化废水的作用，生物膜法有多种处理构筑物，其中有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化和生物流化床等。也可通过共代谢作用，利用微生物和植物或动物的共同作用来得到除污效果。
植物作用
大型藻类能通过光合作用吸收固定水体的C、N、P等营养物质来合成自身，同时增加水体溶解氧。对大型海藻化学成分的分析表明，大型海藻组织中具有丰富的氮库，可以高效地吸收储存大量的营养盐。大型海藻组织中的营养库一般包括:无机氮库、氨基酸氮库和非蛋白可溶性有机氮库(如叶绿素、藻红素等)、蛋白质氮库(如酶类)等。在小水体的鱼类养殖系统中，利用海藻吸收养殖废水中的无机营养盐，能减少水体中约50%的NH4-N，同时海藻的净产量可以提高18%，另外，大型海藻对污染环境也具有较强的耐受力和清洁作用，有报道表明在受金属和有机污染的海区种植大型海藻，可以提高水体DO，降低BOD、POC以及铜、锌、铅和镉等金属含量，促进污染区环境的恢复。藻类可以有效地富集和降解农药、烷烃、偶氮染料、淀粉、酚类、邻苯二甲酸酯及金属有机染料物等多种有机化合物。
水生动物作用
近年来，国内外许多学者和研究人员致力于利用水生动物对水体中有机和无机物质的吸收和利用来净化污水，通过水生动物直接吸收营养盐类、有机碎屑、细菌和浮游植物，取得明显的效果。能净化污水的水生动物主要有滤食性鱼类，双壳贝类以及水氵蚤等小型浮游动物等。
鱼类的净化作用 遮目鱼在海中生活时以底栖藻类及多细胞植物碎屑为饵，它是我国台湾省虾池中混养的主要鱼类，另外，梭鱼、鲻鱼、莫桑比克罗非鱼等也能利用藻类及有机碎屑，可与对虾混养，起净化水质的作用。据对鲻鱼食性分析，腐败有机物占38%~50%，砂粒28%~30%，蓝绿藻12%~16%，硅藻15%~18%，无脊椎动物0.2%~2%(费鸿年，1960)。
双壳贝类的净化作用 双壳贝类多是滤食水中的浮游生物、有机碎屑等饵料的，通过其滤食活动，起到净化水质的作用。在对虾养殖池塘中，可混养缢蛏、牡蛎、文蛤、扇贝等，来减轻池水的富营养化，而且其本身也具有较高的经济价值。据张德玉报道(1991)虾池混养适量扇贝会起到净水的作用，放养扇贝前化学耗氧量在6.5mg/L，放养扇贝后到8月10日降到2.70mg/L，8月15日降到2.24 mg/L。
水氵蚤等小型浮游动物的净化作用 水氵蚤等小型浮游动物的食物主要是细菌、单细胞藻类和有机碎屑等，其滤食活动也有净化水质的作用。