好氧生物处理是在水中有充分溶解氧的情况下，利用好氧微生物的活动，将污水中的有机物分解为CO2H2O、NH3和NO3-等。一般好氧反应又分为活性污泥法、生物膜法(生物滤池、生物转盘、)、接触氧化池法、氧化塘法等。Li等通过用PVA生物固定法处理大庆油田的污水，COD由原来的2600mg/L降到240mg/L，并且固定后的微生物可以重复循环利用，增加了处理过程中降解菌的利用率。李希明等通过一级气浮预生化单元，去除大块浮油;四级生化处理单元，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;二级沉降单元，沉降细菌体或生物除氧的工艺实验流程。试验结果表明，经过预生化后污水COD大幅度降低，后经过多级的生化处理COD值在逐级降低，最后沉降后污水的COD在110mg/L以下。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
佘跃惠等通过常规的微生物学方法分离到除SRB和TGB以外的7株PAM降解菌，COD降低幅度达到了97.9%。陈进富等采用活性污泥法处理绥中某油田采油废水时，采油废水经72h曝气生化处理其COD也降低了26.4%以上。包木太等利用气浮生化超滤装置处理稠油污水，生化后含油降到了20mg/L，COD的去除率达到了87.5%。还有巴西的Freire等应用SBR工艺对油田采油废水进行生物处理试验，COD的去除率在50%以上。