污水處理中的微生物種類很多，主要有菌類，藻類以及動物類。
1、細(xì)菌
細(xì)菌的適應(yīng)性強，增長速度快。根據(jù)對營養(yǎng)物需求的不同，可將細(xì)菌分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大類。自養(yǎng)菌利用各種無機物（CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等）為營養(yǎng)將其轉(zhuǎn)化為另一種無機物，釋放出能量，合成細(xì)胞物質(zhì)，其碳源、氮源和磷源皆為無機物。異養(yǎng)菌以有機碳作碳源，有機或無機氮為氮源，將其轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NO3-、CH4、NH3等無機物，釋放出能量，合成細(xì)胞物質(zhì)。污水處理設(shè)施中的微生物主要是異養(yǎng)菌。
2、真菌
真菌包括霉菌和酵母菌。真菌是好氧菌，以有機物為碳源，生長pH為2?9，最佳pH為5.6。真菌需氧量少，只有細(xì)菌的一半。真菌常出現(xiàn)于低pH值、分子氧較少的環(huán)境中。
真菌絲體對活性污泥的凝聚起到骨架作用，但過多絲狀菌的出現(xiàn)會影響污泥的沉淀性能，而引起污泥膨脹。真菌在污水處理的作用是不可忽視的。
3、藻類
藻類是單細(xì)胞和多細(xì)胞的植物性微生物。它含有葉綠素，利用光合作用同化二氧化碳和水放出氧氣，吸收水中的氮、磷等營養(yǎng)元素合成自身細(xì)胞。
4、原生動物
原生動物是最低等的能進(jìn)行分裂增殖的單細(xì)胞動物。污水中的原生動物既是水質(zhì)凈化者又是水質(zhì)指示物。絕大多數(shù)原生動物屬于好氧異養(yǎng)型。在污水處理中，原生動物的作用沒有細(xì)菌重要，但由于大多數(shù)原生動物能吞食固態(tài)有機物和游離細(xì)菌，所以有凈化水質(zhì)的作用。原生動物對環(huán)境的變化比較敏感，在不同的水質(zhì)環(huán)境中出現(xiàn)不同的原生動物，所以是水質(zhì)指示物。例如，溶解氧充足時鐘蟲大量出現(xiàn)，溶解氧低于1㎎/L時出現(xiàn)較少，也不活躍。
5、后生動物
后生動物是多細(xì)胞動物。在污水處理設(shè)施和穩(wěn)定塘中常見的后生動物有輪蟲、線蟲和甲殼類的動物。
后生動物皆為好氧微生物，生活在較好的水質(zhì)環(huán)境中。后生動物以細(xì)菌、原生動物、藻類和有機固體為食，它們的出現(xiàn)表明處理效果較好，是污水處理的指示性生物。
二、微生物的代謝
微生物的生命過程是營養(yǎng)不斷被利用，細(xì)胞物質(zhì)不斷合成又不斷消耗的過程。在這一過程中伴隨著新生命的誕生，舊生命的死亡和營養(yǎng)物（基質(zhì)）的轉(zhuǎn)化。污水的生物處理就是利用微生物對污染物（營養(yǎng)物）的代謝轉(zhuǎn)化作用實現(xiàn)的。
1、微生物的營養(yǎng)關(guān)系
細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物共生于水體中。細(xì)菌和真菌以水中的有機物、氮和磷等為營養(yǎng)進(jìn)行有氧和無氧呼吸合成自身細(xì)胞。藻類是利用二氧化碳和水中的氮、磷進(jìn)行光和作用合成自身細(xì)胞并向水體提供氧氣。藻類的細(xì)胞死亡后成為菌類繁殖的營養(yǎng)。原生動物吞食水中固態(tài)有機物、菌類和藻類。后生動物捕食水中固體有機物、菌類、藻類和原生動物。
2、微生物的代謝
微生物從污水中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，通過復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)合成自身細(xì)胞和排出廢物。這種為維持生命活動和生長繁殖而進(jìn)行的生化反應(yīng)過程叫新陳代謝，簡稱代謝。根據(jù)能量的轉(zhuǎn)移和生化反應(yīng)的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養(yǎng)物分解轉(zhuǎn)化為簡單的化合物并釋放出能量，這一過程叫做分解代謝或產(chǎn)能代謝；微生物將營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)并吸收分解代謝釋放的能量，這一過程叫做合成代謝。當(dāng)營養(yǎng)缺乏時，微生物對自身細(xì)胞物質(zhì)進(jìn)行氧化分解，以獲得能量，這以過程叫做內(nèi)源代謝，也叫內(nèi)源呼吸。當(dāng)營養(yǎng)物充足的時，內(nèi)源呼吸并不明顯，但營養(yǎng)物缺乏時，內(nèi)源呼吸是能量的主要來源。
沒有新陳代謝就沒有生命。微生物通過新陳代謝不斷地增殖和死亡。微生物的分解代謝為合成代謝提供能量和物質(zhì)，合成代謝為分解代謝提供催化劑和反應(yīng)器。兩種代謝相互依賴、相互促進(jìn)、不可分割。
微生物代謝消耗的營養(yǎng)物一部分分解成簡單的物質(zhì)排入環(huán)境，另一部分合成為細(xì)胞物質(zhì)。不同的微生物代謝速度不同，營養(yǎng)物用于分解和合成的比例也不相同。厭氧微生物分解營養(yǎng)物不徹底，釋放的能量少，代謝速度慢，將營養(yǎng)物用于分解的比例大，用于合成的比例小，細(xì)胞增殖慢。好氧微生物分解營養(yǎng)物徹底，最終產(chǎn)物（CO2、H2O 、NO3-、PO43-等）穩(wěn)定，含有的能量最少，所以好氧微生物代謝中釋放的能量多，代謝速度快，將營養(yǎng)物用于分解的比例小，用于合成的比例大，細(xì)胞增殖快。