生物方法主要是利用微生物的生长来降解、溶解或分散在水中的染料。由于大部分染料的可生化性较差，目前国内的许多纺织、印染等行业开始采用厌氧—好氧串联的方法进行处理。对于低浓度的染料废水，厌氧部分一般只采用水解法，即厌氧阶段的前一部分。水解法一般采用动力学控制法，即限制废水在水解池中的水力停留时间。在厌氧或水解阶段，厌氧菌对染料进行破碎，从而提高废水的可生化性，利于后续的好氧处理。
美国染色工作者协会对大量染料及药剂进行测试。发现近一半的染料BODs/COD值小于0.1，因此运用生物法处理这部分糟染物需要选择优良的菌种。国内在这方面取得了一些成果，罗国维、林世光等人研究开发的“优势菌处理工业技术”，将用优势菌的水解一接触氧化工艺应用于印染废水等工业废水的处理工程实践中，使系统的脱色率高达90%以上。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
曾丽璇等人从采用投优势茵处理印染废水工程实例的水解池中分离到lO株菌种，属于9个茵属，对活性黑KNB、活性红HE一3B、活性黄3Ils具有较好的脱色作用，并且发现假单胞菌属菌株的作用使偶氮染料活性黑KNB的发色基团偶氮键断裂，产生苯胺类物质从而使染料脱色。
生物处理的流程目前较为成熟的是厌氧—好氧—生物炭接触。厌氧—好氧生物转盘也已进入中试研究。中国矿业大学在徐州被单厂采用水解～好氧—化学混凝法处理印染废水取得了很好的效果。厌氧池采用目前使用最多的UASB反应器，与其它厌氧生物处理装置相比，UASB处理能力大，处理效果好，操作简单。
