生物凈化是指在微生物的作用下，有機(jī)污染物逐漸分解、氧化使其含量逐漸降低的過程。進(jìn)入水體的有機(jī)污染物的凈化，主要有賴于生物化學(xué)過程。在這個(gè)過程中微生物消耗或吸收了水中的污染物，使得水體向凈化的方向轉(zhuǎn)變。造成這一轉(zhuǎn)變的生物化學(xué)過程常被稱作生物降解。生物降解是指在微生物作用下，有機(jī)化合物轉(zhuǎn)化為低級有機(jī)物和簡單無機(jī)物的過程。

生物降解分為好氧生物降解和厭氧生物降解。前者是指在溶解氧（氧分子）存在的條件下，由好氧微生物完成的生物化學(xué)反應(yīng)；后者是指在氧氣不足或無氧氣的情況下，由厭氧微生物完成的生物化學(xué)反應(yīng)。有的微生物既能在有氧條件下進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，也能在無氧或缺氧條件下進(jìn)行生物化學(xué)反應(yīng)，稱為兼性微生物。

從反應(yīng)的結(jié)果看，好氧生物降解與厭氧生物降解的區(qū)別是，前者的產(chǎn)物是穩(wěn)定的無機(jī)物（如CO2、H2O等），后者的產(chǎn)物則不完全是上述穩(wěn)定的無機(jī)物，而是還包括甲烷、乙酸等有機(jī)物和NH3等氧化不徹底的無機(jī)物。

在未受污染的水體中，水中都有一定濃度的溶解氧。但是，當(dāng)水體受到有機(jī)物的污染后，水體中的微生物就會大量繁殖起來。由于好氧微生物比厭氧微生物生長快，所以好氧微生物首先發(fā)展壯大。

當(dāng)好氧微生物發(fā)展到一定數(shù)量，它們消耗水中溶解氧的速率有可能超過空氣中的氧氣向水中溶解的速率（稱為復(fù)氧速率）。一旦如此，水中的溶解氧濃度就開始迅速下降，直到濃度降到接近零，使水體呈現(xiàn)無氧或缺氧狀態(tài)。在缺氧或無氧狀態(tài)下，好氧微生物的生長受到抑制，而厭氧微生物則大量繁殖起來，繼承了大部分的自凈工作。

實(shí)際上，當(dāng)一個(gè)水體受到較嚴(yán)重的有機(jī)污染時(shí)，水中的溶解氧是隨水的深度變化的，表層水體的溶解氧較高，越往深處溶解氧越低，直至厭氧狀態(tài)。因此，好氧微生物集中在水體的上部，阻止了從空氣中補(bǔ)充進(jìn)來的溶解氧向下層的傳遞，從而維持下層水體的厭氧狀態(tài)，使得厭氧微生物集中在水體的底部。