生化方法是利用微生物进行代谢，分解和转化废水中的污染物。该方法经济成本低，设备操作简单。废水中含有许多难以生物降解的污染物，因此生化废水的效果并不理想。
生化方法主要有三种：好氧生化法，厌氧生化法和厌氧与好氧结合法。
（1）好氧生化方法：
好氧生化方法是一种利用好氧微生物（包括兼性微生物）在氧气存在下进行生物代谢以降解有机物使其稳定且无害的处理方法。
废水中的有机污染物作为微生物进行好氧代谢的底物，通过生化反应释放能量，最后降解为稳定的低能耗无机物。
典型的好氧生化方法是传统的活性污泥法。这种方法可以使生物絮凝物与废水中的有机污染物充分接触，并吸收或降解它们。
这种方法可以去除一部分COD，但废水中的COD，NH4 +等仍难以达到排放标准，尤其是NH4 +的降解效果极差。
张文义等人采用SBR顺序分批活性污泥法处理焦化废水。结果表明，吸水时间为1小时，吸水完成后，将混合物搅拌1小时，然后充气16-18小时。
污泥负荷为0.3〜0.8 kgCOD / kgMLSSd，COD和NH3-N的去除率分别为85％和70％，但难降解废水中污染物的去除效果并不理想。
（2）厌氧生化法：
厌氧生化法是利用兼性厌氧菌或专性厌氧菌在没有空气的条件下将废水中的大分子有机物降解为小分子化合物，再转化为有机物。
酸（不完全厌氧生物处理）或甲烷（完全厌氧生物处理）废水处理方法。该方法具有残留污泥少，体积负荷大，投资成本低的优点。
但是，由于煤化工废水中苯酚的浓度较高，因此常规的单一厌氧或缺氧生物处理去除效果较差。该复合厌氧反应器具有良好的处理效果。
Ramakrishnan等。使用UASB-AF复合厌氧反应器处理煤制气废水。反应器运行至第45天，观察到颗粒污泥。
此后，运行稳定。当废水的体积负荷为2.24gCOD / L + d时，水力停留时间为24小时时，COD去除率和苯酚去除率分别达到88％和93％。
（3）厌氧-好氧联合使用：
厌氧-好氧联合使用是在好氧活性污泥工艺之前增加厌氧生化处理工艺，从而充分利用好氧微生物和好氧微生物的特性，这种方法具有优势。
耐冲击负荷，改善有机物的生物降解性和强适应性。
其缺点包括相对较大的处理规模和较高的投资成本。
因此，该方法已在废水处理的某些方面得到推广。
由于煤化工废水的组成非常复杂，其中的污染物难降解，因此，单个好氧或厌氧生化方法对去除难降解的有机污染物不是很有效。
采用厌氧-好氧生物处理方法处理焦化废水，并在实验室中连续一年观察焦化废水的生物膜系统，并研究了不同的水力停留时间（HRT）和回收率。
