(1)好氧活性污泥法的发展，用筛选、驯化、诱导、诱变和基因育种等手段培制能分解难生物降解有机物的工程菌是改进当前活性污泥工艺重要途径之一.在厌氧工艺中除了改良菌株以外，还改进生物处理的主要流程，如A/o，A2/O流程，对除去难降解有机物是极为经济和有效的.生物膜法是一种耐毒性基质较强的接触生物氧化工艺，但处理的水质不如活性污泥好，将二者结台作用即可显著提高生化降解功能。
(2)高效微生物优势菌种选育，在国内现有二级处理设施中，生物处理占70%～80%，生活污水生物处理占100%.目前废水的生物处理的新技术、新工艺研究活跃，对难降解污染物的高效降解菌的选育与应用研究是当前生物处理中重要方向.国外已经工业化生产用于多种难降解工业废水处理的微生物制剂，如以色列的海滩被200t油污染，采用选育的石油降解菌三个月内降解石油类污染物80%.国内在有机磷农药废水优势菌种选育方面也有许多工作，如成都生物所等选育出有机磷优势降解菌种。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
(3)固定化细胞技术(简称IMC)，也叫固定化微生物技术，是指通过化学或物理手段，将筛选分离出的适宜于降解特定废水的高效菌株，或通过基因工程技术克隆的特异性菌株进行固定化，使其保持活性并反复利用。
经济有效地去除难生物降解有机物和浓度较高的氨氮一直是困绕化工废水处理的难题.由于自然界存在的一般微生物对其降解的能力很差，采用传统的生物处理法，难于奏效.而采用其他的物理化学方法，处理费用往往十分昂贵，废水中的氨氮排入水体，会影响作为生活饮用水水源的水体水质和渔业生产，严重时会产生水体的富营养化.采用传统生物处理法中的硝化一反硝化工艺，可经济有效地去除废水中低浓度的氨氮，并已成功地应用在城市污水和生活污水处理中.但某些化工废水中的氨氮浓度很高，当其浓度超过200mg/L时，一般的微生物将会受到抑制，使生物硝化脱氮过程失效，而采用物理化学方法，同样存在技术和经济上的问题。
