利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機污染物為底物進行好氧代謝，經(jīng)過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物穩(wěn)定下來，達到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進一步處理。污水處理工程中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類。
1、活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O、氧化溝等
SBR是序批式活性污泥法的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無污泥回流系統(tǒng)。尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合。
A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO（溶解氧）不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉(zhuǎn)化成可溶性有機物，當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實現(xiàn)污水無害化處理。
A2/O工藝亦稱A-A-O工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（厭氧-缺氧-好氧）。按實質(zhì)意義來說，本工藝應為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡稱。
A2/O工藝是流程最簡單，應用最廣泛的脫氮除磷工藝。
氧化溝是一種活性污泥處理系統(tǒng)，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以它在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)的活性污泥法，它是一種首尾相連的循環(huán)流曝氣溝渠，又稱循環(huán)曝氣池。最早的氧化溝渠不是由鋼筋混凝土建成的，而是加以護坡處理的土溝渠，是間歇進水間歇曝氣的，從這一點上來說，氧化溝最早是以序批方式處理污水的技術(shù)。
2、生物膜法：生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池等
曝氣生物濾池是集生物氧化和截留懸浮固體一體的新工藝。
生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強化，這種處理法使細菌和菌類的微生物、原生動物一類的微型動物在生物轉(zhuǎn)盤填料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥－－－生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機污染物作為營養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動生物轉(zhuǎn)盤中，微生物代謝所需的溶解氧通過設在生物轉(zhuǎn)盤下側(cè)的曝氣管供給。轉(zhuǎn)盤表面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅(qū)動空氣罩使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)盤離開污水時，轉(zhuǎn)盤表面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。
生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水與污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷。
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