生物处理是高酚氨煤化工废水处理的主体工艺。从表1的出水指标可以看出，预处理出水COD含量很高(2000mg/L以上)，总酚为250～600mg/L或更高，氨氮也在100～200mg/L之间，另外还可能含有氰化物等生物抑制组分。实践表明，单纯的好氧或者厌氧很难取得预期的处理效果，故高酚氨煤化工废水的生物处理技术普遍采用好氧与厌氧联用的方式。
1EBA工艺：EBA工艺是由哈尔滨工业大学根据多年的研究成果，整合多项国家专利技术研发的专门处理鲁奇炉、BGL炉以及低温裂解炉等产生的高浓度酚氨废水的组合处理技术，在国内首次实现了煤化工废水的达标排放。2012年获国际水协会(IWA)项目(东亚和亚太地区)工程创新奖。该生物组合技术包括预处理、EC外循环厌氧、BE生物增浓、多级A/O以及后续高密度沉淀技术、高级氧化技术以及BAF等深度处理技术。前已述及，预处理采用氮气气浮除油可避免预氧化，保证生化处理良好运行。EC外循环厌氧技术在改善高浓度酚氨废水水质的同时，实现部分有机物的羧化和苯酰化，避免多元酚向苯醌类物质的转化，降低后续好氧生物处理难度。BE生物增浓技术充分发挥生物膜和活性污泥联合工作的优势，通过控制特定的水力条件、高生物添加剂、高污泥浓度、高污泥龄等参数，在低溶解氧状态下，有效降低酚类物质毒性、实现有机物去除和短程硝化反硝化脱氮。多级A/O脱氮技术为分点进水三级A/O工艺，可以针对酚氨回收废水中剩余氨氮和有机物的降解需要灵活调整回流比。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
针对BE生物增浓处理出水中剩余有机物和氨氮的C∶N比不足的问题，多级A/O通过多级缺氧与好氧条件的交替运行，强化硝化和反硝化脱氮以及有机物降解。多级A/O出水中仍含有部分难降解的COD和悬浮物等，将通过深度处理进一步去除。EBA工艺具有机负荷高、组合性强、水力停留时间短、占地面积小、基建投资省、能耗及运行成本低的优点。该工艺已在中煤龙化哈尔滨煤化工公司煤制气废水处理中成功运行6年，COD去除率>98%，处理后废水达标排放。另外，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水处理工程经过15个月(2013年12月—2015年3月)的稳定运行，生化处理系统的出水100%回用至原水系统，蒸发结晶工艺每天生产12～20t结晶盐，实现了真正意义上的零排放。EBA组合工艺包含从预处理到生化处理，再到深度处理(后述)的完整流程。