生物处理是通过微生物的新陈代谢作用实现污染物的分解转化，可以有效的去除废水中的大部分污染物成分，同时也是最为经济的处理方式，是焦化废水处理的主导技术。
1厌氧水解酸化目前严格的厌氧反应在焦化废水中的应用报道较少。在水解酸化反应过程中，废水所含的甲酚、苯酚、二甲酚等酚类化合物，及以喹啉、吲哚为代表的含氮杂环化合物大部分得到了转化和降解，为后续的处理提供易于氧化分析的有机底物，即提高了焦化废水的可生化性。在厌氧池内，采用投加填料的生物膜法，再辅以轻度搅拌，可提高微生物浓度及活性。邵林广等用生物膜对焦化废水水解酸化。在4.5～5h内，BOD5/COD和BOD5值同时达到最大，随着时间的延长，BOD5/COD和BOD5的值都相应降低。厌氧水解酸化反应器内pH值宜控制在6～8，水温宜在20～30)℃。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
2生物脱氮目前，国内外焦化废水处理脱氮工艺较多，生化处理阶段采用的工艺主要有A/O、A2/O、A/O2和A2/O2。A/O工艺是生物脱氮的最基本流程，20世纪90年代已应用于宝山钢铁厂、安阳钢铁厂及临汾钢铁厂，目前国内大部分焦化废水处理工艺为A/O法，其特点是在好氧池前增加一段缺氧处理，通过前置反硝化实现生物脱氮。任源等研究发现厌氧阶段对废水COD的去除率为10%～15%，大分子复杂有机物分解为有机酸、有机醇类，该过程使废水BOD5/COD由0.3提高到0.45。A2/O工艺在A/O工艺前增设厌氧水解环节，使大分子难降解物质转化为小分子物质，提高废水的可生化性。何苗等对焦化废水进行厌氧酸化处理后发现，废水可生化性提高，部分(不溶性)大分子有机物转化为可溶性物质。邵林广等对A2/O工艺与A/O工艺对比试验显示，A2/O工艺的对COD、氨氮的去除效果比A2/O工艺有明显改善，而且抗冲击负荷能力提高。短程硝化反硝化工艺，是指将硝化过程控制在HNO2阶段终止，直接进行反硝化。与A/O工艺相比，该工艺可承受的氨氮负荷高，对于C/N较低的焦化废水处理具有重要的现实意义。薛占强等采用短程硝化反硝化工艺处理焦化废水，控制温度为(35±1)℃、溶解氧浓度为2.0～3.0mg/L时，去除焦化废水中大部分有机污染物的同时能实现短程硝化反硝化并有效去除氨氮。
