污水土地处理系统
污水灌溉作为一种水肥合一、综合利用的重要途径，在国内外已有很久的历史。人们只是在近年才深刻认识到土壤及其生物系统对污水处理的巨大潜力，并作为污水处理系统中的一个重要环节进行深入研究，由常规的污水灌溉发展成污水投配到土地上，通过土壤—生物系统完成一系列的复杂过程，将污水中的污染物去除，使之转化为新的水资源。污水的土地处理系统不仅具有成本低、效果好的特点，还能利用废水中的营养物质，促进农业生产发展，形成良性循环的农业生态系统。
污水土地处理系统不同于传统的污水灌溉，这表现在：1.土地处理系统要求对污水进行必要的预处理，以去除污水中的有毒有害物质，保证长年运行而不对周围环境造成污染。2.污水的土地处理系统能够全年连续运行，冬季和非灌溉季节也能进行污水处理。3.土地处理系统是按照要求进行精心设计的，有完整的工程系统。4.土地处理系统的田面上一般不种植粮食作物和蔬菜，而种植林木、观赏植物和工业原料作物。
污水土地处理系统有多种形式：1.慢速渗滤。指将预处理后的污水进行灌溉，在净化污水的同时，促进农业植物生长。2.湿地处理。湿地处理系统是利用天然或人工湿地（如苇地系统）进行污水处理的大规模污水净化工程，是一种运行费用极低的处理方法。在我国一些沿海城市如天津、威海等均取得了良好的效果。3.地下渗滤。这种方法适合于农村、别墅等分散居住区的生活污水处理，污水从孔管中流出，向土壤表层渗透，水肥被草皮利用，出水清澈透明，在发达国家被广泛采用。
活性污泥法
活性污泥法由英国人Adern和Lockett创建于1914年。该方法具有效率高、效果好、实用性强、成本低、处理废水量大、方法比较成熟等优点，一般日处理在百万吨以上的大污水处理厂都采用这种方法。此法又可分推流式曝气处理和完全混合曝气两种类型。
1.推流式曝气处理是指废水与活性污泥同时进入曝气池，向前推进，直至池的末端。开始时废水中的有机物浓度高，活性污泥中的细菌处于对数生长期，随水流推进，有机物不断降解，使水中有机物浓度逐渐下降，污泥中细菌进入静止期。最后到池末，有机物被耗尽，细菌转入内源生长期。这种方法使活性污泥中的细菌在池中可以经历整个生长周期，因此，净化效果好且稳定。
2.完全混合曝气法是指原生废水、回流污泥进入曝气池后，立即与池内原有的混合液充分混合，使浓废水得到较好的稀释，因此这种处理方法能忍受较大的冲击负荷，充氧也较均匀。但是，由于废水在池内停留的时间较短，细菌始终处于对数生长期，一般情况下处理效果不及推流式。
生物滤池法
生物滤池处理废水已有70多年的历史，近50年来，该方法不断得以改进，出现塔式滤池生物膜转盘、接触氧化、浸没法滤池等多种形式。其基本原理相似，生物膜可以看成附着在填料上的呈膜状的活性污泥。其作用机制也有很多假说，这里不作深入讨论。
氧化塘厌气消化法（即甲烷发酵）处理废水是生物滤池法中重要的一种。在广泛采用活性污泥处理废水的同时，存在一个棘手的问题，就是沉淀池中的污泥出路问题。另外，对一些高浓度有机废水，如BOD高达104毫克/升以上的屠宰场废水采用一般活性污泥法是难以处理的。厌气消化法则可解决以上两个问题。
氧化塘处理废水。氧化塘是近年来使用的一种方法，这种方法处理废水投资少、设备不多，简单易行，但必须有一块较大的、能充分接受阳光的场地，该法比较适合于在农村使用。在氧化塘中同时进行有机物好氧分解、厌氧消化和光合作用；前两种分别以好氧细菌和厌氧细菌为主进行，后者由藻类和水生植物进行。这三种作用相互协调，所以，氧化塘处理废水实际上是一种菌藻共生的联合系统。
按氧化塘的溶解氧来源和净化效果差异，可分为：1.好氧塘。通常水深0.3～0.5米，阳光能够直射塘底，主要由藻类供氧，全部塘水都呈好氧状态，由好气细菌净化废水。废水一般在好氧塘中停留2～6天，处理过的水中含有大量藻类，排放前进行沉淀和过滤处理予以去除。2.兼性塘。水深1.5～2.5米，塘内好氧反应与厌氧反应并行，在阳光能够透过的水层，其作用与好氧塘类似，废水在兼性塘中一般停留5～30天。3.厌氧塘。水深2.5～5米，大水面的浮渣层有保温和防止光合作用的效果，不应人为破碎，以促进厌氧菌的繁殖。厌氧塘的废水停留时间长，一般为30～50天，且产生臭气，产生的甲烷难于回收利用，多用于废水的预处理，处理过的水再由好气塘处理。4.曝气塘。水深3～5米，于塘水表面安装浮筒式曝气器，使塘水保持好气状态，并充分混合。废水在曝气塘中一般停留3～8天，杂质去除率在70％以上。实际上，曝气塘是介于好氧塘与活性污泥法之间的废水处理方法。
氧化塘可以实现废水处理与利用相结合。对于好氧塘和兼性塘，最适宜的利用方法是养鱼、养鸭、种植水生植物。氧化塘养鱼有清水稀释和不稀释两种，稀释氧化塘可按污水与清水1∶3～5的比例混合，使水质得以改善，水中溶解氧充足，养鱼效果较好。如附近无水源稀释，可将污水经沉降处理后直接流入氧化塘。无稀释氧化塘有单级塘（预处理后只流入一个池子进行生物处理）和多级塘。在多级塘中，污水依次流过几个塘进行生物处理，前阶段为厌氧或兼性过程，后阶段为好氧过程。适于养鱼的多级氧化塘一般6～7级，养鱼塘面积可占氧化塘总面积的30％～50％。
生物接触氧化法
生物接触氧化法是从生物膜法（使废水接触生长在固定支撑物表面上的生物膜，利用生物降解或转化废水中有机污染物的一种废水处理方法）派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。
生物监测
水体污染的生物学监测方法比较多，用水生生物群落的变化、物种类型与个体数量的变化、动态特征、受害程度、水生生物体内富集毒物积累、突变等生态学各不同层次，均可作为监测手段。如海因斯基根据毒物或污染物排入水体后水质发生一系列变化，接近污染源往往污染较严重，因河水有自净能力，随距离增加河水逐渐净化的原理，将水体划分为多污带、中污带、寡污带等，并存在相应的生物群落，耐污的种类及其数量按以上顺序逐渐减少，而不耐污的种类和数量逐渐增多，建立了污水生物系统。一般由群落优势的变化可大约推测出水质污染程度的变化。同样，可以采用群落学中的数学方法，如生物指数、多样性指数等加以反映。
对数生长期
当微生物在一个密闭系统培养时，根据微生物的生长速度和比生长速度的变化情况，将微生物的生长分为不同的阶段。当微生物生长一定阶段后，微生物的比生长速度达到最大，此时进入对数生长期。在对数生长期中若没有抑制或限制微生物生长的因素存在，微生物将保持一个恒定的最大的比生长速度生长，细胞数量呈指数递增。