微生物通過特定的生物過程將廢水中的有機污染物分解去除，這一過程主要分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩種方式。

一、好氧生物處理

好氧生物處理是在有氧條件下進行的。在這個過程中，利用好氧微生物（如活性污泥中的細菌）將廢水中的有機物分解為二氧化碳、水、硝酸鹽等無害物質。

1. 活性污泥的作用：活性污泥是這一過程中的關鍵角色，它由細菌、真菌、原生動物、后生動物等微生物群體組成的混合體，對有機物具有強大的吸附、吸收和降解能力。

2. 分解過程：當廢水中的溶解性有機物透過細胞膜被細菌吸收，或固體和膠體狀態的有機物被細菌分泌的酶分解為可溶性物質后，這些有機物便會在好氧條件下，通過微生物的氧化作用被分解為二氧化碳和水，并釋放能量。

3. 關鍵參數：為確保微生物的活性，需要控制污泥濃度、溶解氧濃度、溫度和pH值等關鍵參數在適宜范圍內。

4. 常用工藝：常見的好氧生物處理工藝包括生物濾池、生物轉盤和曝氣生物濾池等，這些工藝對水量、水質和水溫變動具有較強的適應性，處理效果好，污泥量少且易于固液分離。

二、厭氧生物處理

厭氧生物處理是在無氧或低氧條件下進行的。它利用厭氧微生物（如產酸菌、甲烷菌等）將廢水中的有機物分解為甲烷、二氧化碳等氣體和穩定的沉積物。

1. 分解階段：厭氧生物處理過程相對復雜，一般分為水解階段、產乙酸階段、產氫階段（一般和產乙酸階段同時）和產甲烷階段。

• 水解階段：大分子有機物被厭氧菌分解為葡萄糖等易分解的有機物。

• 產乙酸階段和產氫階段：葡萄糖等有機物會進一步被降解為有機酸、醇類、醛類、氨、二氧化碳等。

• 產甲烷階段：在甲烷細菌的作用下，這些代謝產物會進一步分解為甲烷和二氧化碳等生物氣體。

2. 能源產生：厭氧生物處理不僅實現了有機物的去除，還產生了可利用的生物氣體資源——沼氣。

三、微生物的其他作用

除了直接分解有機物外，微生物在廢水處理中還發揮著其他重要作用：

1. 生物吸附作用：廢水中的一些不可降解的污染物，如合成有機物、金屬鹽類以及一些放射性物質，可通過微生物的吸附特性得以去除。

2. 生物合成作用：微生物利用廢水中的有機物合成自身的細胞組成，通過去除微生物體達到凈化污水的目的。

3. 共代謝作用：針對一些特殊的有機污染物，微生物可以通過共代謝的方式分解有機物基質，即使不能利用這種基質作為能源和組成元素。

4. 去毒作用：微生物具有轉化、降解和礦化等反應能力，可以改變污染物的分子結構，從而降低或去除其毒性。

綜上所述，微生物通過好氧生物處理和厭氧生物處理兩種方式，以及生物吸附、生物合成、共代謝和去毒等生物過程，將廢水中的有機污染物分解為無害物質或可利用資源。這一過程中，微生物不僅扮演了凈化廢水的角色，還為環保事業做出了重要貢獻。