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生物處理是利用微生物來吸咐、分解、氧化污水中的有機物，把不穩定的有機物降解為穩定無害的物質，從而使污水得到凈化。現代的生物處理法，按作用微生物的不同，可分好氧氧化和厭氧還原兩大類。前者廣泛用于處理城市污水和有機性工業廢水。好氧氧化應用較廣包含著很多藝種工藝和構筑物。
生物膜法（包含生物過濾池、生物轉盤）、生物接觸氧化等多種工藝和構筑物。活性污泥法和生物膜法都是人工生物處理方法。此外還有農田和池塘的天然生物處理法，即灌溉田和生物塘。生物處理成本低廉，因此是目前應用Z廣泛的污水處理方法。
活性污泥生物處理法往往在其前面先加以物理處理，因此，活性污泥法處理屬于二級處理范疇。經過物理處理和活性污泥處理后產生污泥，二級處理污水廠的污泥主要有初沉污泥和剩余生物污泥兩種。一般污泥量約是污水量的5‰~7‰（含水率95%）。污泥富有肥效，但又含細菌和寄生蟲卵，還可能含有毒重金屬。在利用應適當處理，處理污泥采用得較多的方法是厭氧消化中會產生大量的消化氣（沼氣），沼氣是可燃的有用氣體。消化后的污泥含水率仍很高，不易運送。因此，還需要進行脫水，干化等處理。
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