污水中耗氧有機物(優養化)主要有腐植酸、蛋白質、酯類、糖類、氨基酸等有機化合物這些物質以懸浮或溶解狀態存在於廢水中在微生物的作用下可以分解為簡單的CO2等無機物這些有機物在天然水體中分解時需要消耗水中的溶解氧因而稱為需氧有機物。
   含有這些物質的污水一旦進入水體會引起溶解氧含量降低進而導致水體變黑變臭。生活污水和食品、造紙、石油化工、化纖、製藥、印染等企業排放的工業廢水都含有大量的耗氧有機物。據統計造紙業排放的耗氧有機物約占工業廢水排放的耗氧有機物總量的1/4, 城市污水的有機物濃度不高但因水量較大城市污水排放的耗氧有機物總量也很大。污水二級生物處理要重點解決的問題就是將這些物質的絕大部分從污水中去除掉。耗氧有機物成分複雜分別測定其中各種膠有機物的濃度相當困難實際工作中常用CODCr、BOD5、TOC、TOD等指標來表示。一般來說上述指標值越高消耗水中的溶解氧越多水質越差。自然水體中BOD5低於3mg/L時水質良好, 達到7.5 mg/L時水質已較差, 超過10mg/L時表明水質已經很差,其中的溶解氧已接近於零。
 
水體優氧化利用生化法就可以去除，目前有流式活性污泥法(例如曝氣池)、顆粒化活性污泥法、生物膜或者MBR等。以顆粒化活性污泥法最為快速、經濟，有效。