近年来发展的生物处理技术主要有：(1)生物膜法：生物膜是多种微生物高密度聚集在一起的物质，主要由好氧细菌、厌氧细菌、兼性细菌、真菌、原生动物等组成的一个生态系统。石化废水中一些有机污染物呈现溶解状态和胶体状态，生物膜法主要用于去除废水中此类有机污染物，所以它被普遍应用于处理石化行业、食品加工行业、印染造纸行业、农药等工业废水。优点是生物膜法对污水水质水量变化都有较好的稳定适应性，同时剩余污泥不多，污泥不膨胀。根据不同的废水处理装置，一般分为生物转盘法、生物滤池法、流化床生物膜法、生物接触氧化池法、悬浮颖粒生物膜法等。其中的生物滤池法以其独特的微生物群落分布与分级捕食优势较适于进行污水深度处理。
(2)膜生物反应器法：膜生物反应器法(MBR)是一种新型高效的污水生化处理系统，把生物处理和膜分离技术相结合的处理工艺，它通过膜技术来强化生化反应的功能。应用微滤或超滤膜对生化后的水进行过滤代替传统的二沉池出水，把大分子颗粒和活性污泥截留在生物处理池中，使处理后的水几乎不含悬浮物和细菌。根据膜生物反应器法中微生物生长不同的需氧量分为好氧膜生物反应器(OMBR)和厌氧膜生物反应器(AMBR)。好氧膜生物反应器主要有生物膜法和活性污泥法等，厌氧膜生物反应器主要有流化床、厌氧接触氧化、UASB等。与常规活性污泥法相比，高效的膜分离作用使得微生物高密度聚集，不用传统的污泥循环回流保证整个装置的污泥量。大大提高反应器的污泥浓度，污泥龄(理论上)可无限长，同时具有优异的固液分离效果，出水水质好，耐冲击负荷强，水力停留时间和污泥停留时间完全分离，污泥流失少，系统占地小，设备自动化程度高等优点，是21世纪较具竞争力和应用前景的反应器之一。但一次性投资和运行成本较高，所以选择膜的材料研发成为研究重点。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
(3)曝气生物滤池(BiologicalAeratedFilter)：BAF技术是在充分吸取国外曝气生物滤池优点的基础上而发展起来的一种新型污水处理技术，在国外已有实际应用。它的最大特点是在滤池中装载粒状滤料。滤料一般是粒径较小，其表面附着一层高浓度生物膜，这些生物膜具有强氧化能力，能降解水中有机污染物。对滤池进行曝气，污水流经滤池时，在曝气作用下，进行生物氧化降解，污水得到迅速净化。因为滤池中滤料粒径不大，且生物膜具有生物絮凝作用，可以过滤污水中较大杂质，同时截留住新陈代谢脱落的生物膜。滤池运行一定时间后，需要更新生物膜进行反冲洗过程。运行经验表明，与普通活性污泥法相比，采用该工艺可显著节约基建投资并减少占地面积，运行费用低，受气温影响小，出水水质较好，有机负荷高，菌群结构合理，耐冲击能力强。曝气生物滤池技术既可以单独使用，也可以与其他技术结合起来应用于处理污水。
另外，生物处理方法还包括活性炭生物膜法(BAC)、移动床系统(MBBR)等。相对于污水的物理化学处理技术，生物处理技术具有其独特的优点。生物处理技术的运行条件一般不需要高温高压，通常条件即可进行彻底高效的生化转化反应。生物处理技术不仅去除了有毒有机物，还能除臭，提高透明度，降低色度等。而且成本低廉，对废水水质的要求不多，不投加药剂，无二次污染。