（1）需氧活性污泥法的发展，采用筛选，驯化，诱导，诱变和遗传育种方法来培养可分解难降解的有机物的工程菌，是改善当前活性污泥法的重要途径之一。除了改善厌氧过程中的菌株外，生物处理的主要过程（例如A / O，A2 / O过程）对于去除难以降解的有机物非常经济且有效。生物膜法是一种高抗性的底物，与生物氧化过程接触，但处理后的水质不如活性污泥好，两者的结合可以显着提高生化降解功能。
（2）高效率微生物的繁殖。在中国现有的二级处理设施中，生物处理占70％至80％，生活污水生物处理占100％。目前正在研究废水生物处理的新技术和新工艺。积极，高效降解难降解污染物的细菌的选育与应用研究是当前生物处理的重要方向。国外已经对用于处理各种难处理工业废水（例如200吨污染）的微生物制剂进行了工业化生产，利用选定的石油降解细菌在三个月内将石油污染物降解了80％。中国的有机磷农药废水的优势菌株的选育工作也很多，例如成都生物物种研究所。
（3）固定化细胞技术（也称为IMC），也称为固定化微生物技术，是指使用化学或物理手段筛选和分离适合降解特定废水或通过克隆进行克隆的特异性的高效菌株。基因工程技术固定化菌株以使其存活并重复使用。对于难以处理的生物可降解有机物和较高浓度的氨氮而言，成本有效的去除一直是处理化学废水的难题。由于自然界中的一般微生物降解能力很差，但是，很难使用传统的生物处理方法。其他物理和化学方法通常非常昂贵。废水中的氨氮排放到水体中，这将影响水质和渔业作为饮用水的来源。产生水体富营养化。传统的生物处理方法中的硝化-反硝化过程可以经济有效地去除废水中的低浓度氨氮，并已成功应用于市政污水和生活污水的处理。但是某些化学品废水中氨氮的浓度很高。当浓度超过200 mg / L时，将抑制一般微生物，使硝化和反硝化过程无效，而物理和化学方法也存在技术和经济问题。在固定化酶技术上发展起来的固定化细胞技术具有许多优势：生物处理结构中微生物的浓度高，响应速度快；将具有较强降解能力的酶或微生物固定在特定污染物上，从而可以降解有毒和难降解的物质；固定化技术使具有不同生理特性的硝化细菌和反硝化细菌得以生长和繁殖。良好的微环境使硝化和反硝化过程同时进行，从而提高了生物脱氮的速度和效率。固定化的微生物，特别是混合细菌，相当于多酶反应器，对具有复杂成分的有机废水具有很强的适应性，因此，已成为近年来废水生物处理领域的研究热点。选择用于降解废水中不同类型的不可降解有机污染物的卓越高效细菌，以及使用基因工程技术构建的基因工程细菌，为固定化细胞技术处理废水提供了巨大潜力，使废水生物处理技术得以实现。重大技术创新。
