由于生物菌成本低、效果好、无污染，微生物处理污水工艺技术在采油厂也得到了广泛的应用。但一般情况下，油田废水很难通过生物降解处理，但随着生物技术的不断改进，越来越多的生物技术开始应用于油田废水的深度处理中。通常情况下，生物方法在对含油量在30 mg/L 以下的废水进行处理时效果最佳，常用的方法有：序列间歇式活性污泥法（SBR 法）、氧化沟法、膜生物反应器法、接触氧化法以及氧化塘法，此外还有生物絮凝剂絮凝法方法。闻岳等分别采用水解酸化- 好氧法和水解酸化- 缺氧生物法对经物化预处理的油田废水进行试验研究。

    当进水COD 为190~220 mg/L，水解酸化段和缺氧段停留时间分别为10 h、48 h时，出水COD 为75~83 mg/L。运用GC/MS 分析油田废水有机污染物在工艺流程中相对组分变化的规律，表明水解酸化和缺氧法处理油田废水时有协同作用，可有效降解废水中酚类化合物、酮类化合物、芳烃和BTEX。运用PCR-DGGE 技术，考察不同生物反应器内微生物种群及其分布特征。