微生物去除有机物净化水质分两步：第一步，将有机物大分子变小分子；第二步，分离沉淀。

第一步：有机物大多是高分子，相对分子质量大，不能水解，因此不能为细菌直接利用，它要先在细胞外酶的作用下分解为小分子，这些小分子的水解产物能够溶解于水，并透过细胞膜为细菌所利用，这个过程就是通过厌氧微生物的作用水解酸化（发酵），从而产出各种有机酸（如乙酸、丙酸、丁酸等）、乳酸、醇类、挥发性脂肪酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，能为细菌利用的物质。

水解是指有机物进入微生物细胞前，在胞外进行的生物化学反应。这一阶段的基本特征是，在细胞外，微生物通过释放胞外自由酶，或连接在细胞外壁上的固定酶进行催化反应，来完成大分子物质的断链。水解和酸化无法截然分开，酸化是典型的发酵过程，水解菌实际上是一种有水解能力的发酵细菌。水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解的目的是为了取得进行发酵的水溶性底物，并通过胞内的生化反应取得能源，同时代谢产物。(www.daowen.com)

第二步：好氧池安装着数量相当多的塑料丝球（网），当污水与其流动接触，由厌氧池过来的接种的微生物就会在塑料丝球表面生长，经过一段时间后，塑料丝球上将会生成膜状的纤维缠结结构，称为生物膜。污水与生物膜接触，其中的有机污染物作为营养物质，被生物膜上的微生物所摄取，微生物不断增多，生物膜就不断地增长，随重量和体积的加大，在曝气气流冲击振荡下脱落、沉淀，塑料丝球又产生新的生物膜，再增长、脱落，周而复始，从而使污水得到净化。

各种生物处理法的基本原理都是一样的，都是利用厌氧与好氧两个方式，只是工艺不同而已。