在废水处理工程上，生物处理技术有二大类：活性污泥法和生物膜法。
活性污泥法是利用好氧的悬浮状生物群体的生化代谢来进行废水处理。微生物在生长繁殖过程中可以形成表面积较大的菌胶团，可以吸附和溶解废水中的污染物，使其变成能量、CO2和H2O释放出来。活性污泥法的污泥浓度一般在4g/L。
而在生物膜法中，微生物附着在填料的表面，形成胶质相连的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮状结构，表面积很大，上面有很多微孔，吸附作用很强。在污水处理中，通过水的流动和空气的搅动使生物膜和废水不断接触，生物膜会吸附其中的有机污染物和溶解氧，然后膜上的微生物在氧化分解有机物质的同时，生物膜本身也不断新陈代谢。生物膜法的污泥浓度一般在6-8g/L。
为了提高污水处理效率，一般会将活性污泥法与生物膜法两者相结合，这种既有挂膜的微生物又有悬浮微生物的生物反应器称为复合式生物反应器，它具有很高的污泥浓度，一般在14g/L左右。
