在普通生化处理技术上发展起来的。利用一些专性细菌实现氮形式的转化，最终转化成无害的氮气。目前对焦化废水生物脱氮的研究主要集中于缺氧/好氧(A/O)、厌氧一缺氧/好氧(A—A/O)和序批式间歇反应器(SBR)工艺。
①A/0工艺：Liu运用生物活化膜污泥混合系统去除氨氮，去除率达94%～99.9%。COD去除率为80%～95%。厌氧一好氧生物脱氮工艺中，硝化菌和反硝化菌交替处于被抑制状态，不能高效地发挥作用。针对这一问题并结合焦化废水特点，余兆祥等人开发了A/O固定生物膜系统处理焦化废水.且A段和0段都采用了这一技术.在反应装置中填充填料。结果表明最高氨氮去除率(99.89%)出现在进水碳氮质量比为5、回流比为2的操作条件下。
②A—A/O工艺：由于焦化废水中所含的有机物在好氧条件下较难被微生物降解.经过厌氧处理可改变其化学结构.为缺氧反应器中的反硝化反应提供高质量的碳源，减弱有毒化合物对好氧反应器中硝化菌的毒害和抑制作。与A/O工艺相比，可节省碳源40%，宝钢化工公司将运行成本从6元/m’降到4元/m。李咏梅用A—A/O生物膜法对上海焦化厂废水进行处理。结果表明，当进水COD、氨氮的质量浓度分别为600～1000、200～280mg/L时.为同时达到较好的去除有机物和脱氮效果，系统的HRT至少应为34.5h，混合液回流比为4.0～5.0，好氧段pH值应保持在7.8～8.0，出水剩余碱度在100～200mg/L。在缺氧段中需加入甲醇作为外加碳源，甲醇与硝酸氮的质量比以2.58：1为宜。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
3SBR工艺：耿琰等人：采用浸没式膜生物反应器(SMSBR)处理焦化废水得出：膜的截留作用可使硝化菌在反应器内富集，而有利于提高系统的硝化能力.其去除氨氮的最高负荷为0.19kg/(m，·d)，出水氨氮的质量浓度小于1mg/L;泥龄长可能使微生物的代谢产物或其它大分子物质积累.从而抑制硝酸盐细菌的活性，但泥龄过长也会影响亚硝酸盐细菌的活性，从而影响对氨氮的处理效果。
④短程硝化反硝化工艺：短程硝化反硝化生物脱氮技术由于具有降低能耗、节省碳源、减少污泥生成量、反应器容积小及占地面积省等优点.受到了人们普遍的关注。Joanna等人进行了短程硝化反硝化的研究，试验发现在恒定的温度和氨氮浓度条件下，pH值是实现亚硝酸积累的一个关键因素，当游离氨氮的质量浓度控制在1～6mg/L，同时HNO浓度不超过0.04mg/L，硝化反应时间大大缩短，HNO积累可达300mg/L，硝化反应速率为0.06g[N]/(g·d)。北京桑德环保集团开发出SDN(强化反硝化/硝化)工艺，并成功应用在昆明焦化制气废水治理项目的技术改造、山西临汾同世达实业有限公司焦化废水治理等项目。