污水生物處理是利用自然界中廣泛分布的個體微小、代謝營養類型多樣、適應能力強的微生物的新陳代謝作用，對污水進行凈化的處理方法。 污水生物處理方法是建立在環境自凈作用基礎上的人工強化技術，其意義在于創造出有利于微生物生長繁殖的良好環境，增強微生物的代謝功能，促進微生物的增殖，加速有機物的無機化，增進污水的凈化過程。

根據參與代謝活動的微生物對溶解氧的需求不同，污水生物處理技術分為好氧生物處理、缺氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是在水中存在溶解氧的條件下（即水中存在分子氧）進行的生物處理過程；缺氧生物處理是在水中無分子氧存在，但存在如硝酸鹽等化合態氧的條件下進行的生物處理過程；厭氧生物處理是在水中既無分子氧又無化合態氧存在的條件下進行的生物處理過程。好氧生物處理是城鎮污水處理所采用的主要方法，高濃度有機污水的處理常常用到厭氧生物處理方法。近年來，隨著氮、磷等營養物質去除要求的提高，缺氧生物處理和厭氧生物處理也廣泛應用于城鎮污水處理，缺氧和好氧結合的生物處理主要用于生物脫氮，厭氧和好氧結合的生物處理則主要用于生物除磷。

根據微生物生長方式的不同，生物處理技術又分成懸浮生長法和附著生長法兩類。懸浮生長法是指通過適當的混合方法使微生物在生物處理構筑物中保持懸浮狀態，并與污水中的有機物充分接觸，完成對有機物的降解；與懸浮生長法不同，附著生長法中的微生物是附著在某種載體上生長，并形成生物膜，污水流經生物膜時，微生物與污水中的有機物接觸，完成對污水的凈化。懸浮生長法的典型代表是活性污泥法，而附著生長法則主要是指生物膜法。目前各種污水的生物處理技術都是圍繞著這兩類方法而展開。

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