生物强化技术主要是通过改善系统的外部的环境因素，以提高对难生物降解的有机物的生物降解能力。生物强化技术主要有3个途径。
（1）针对所要去除的污染物，投加具有有效降解能力的微生物，微生物必须是专门培养的优势菌种。如白腐真菌处理染料废水主要是通过其所分泌的降解酶系统，将染料分子降解脱色。细菌能够使偶氮化合物的分子发生断裂，产生芳香胺化合物，进一步生成脂肪烃和脂肪酸类化合物，被氧化分解为二氧化碳和水。此法可以改善活性污泥处理效果，但是优势菌种的新环境适应性和再生性以及讨论比较多的微生物变异造成二次污染等问题都有待解决。
（2）投加营养物和基质类似物，增加碳源和能源物质，改善系统运行能力，基质类物质可以作为诱导物提高酶活性，但是对投加的物质的限制条件较多，难以选出适合物质。
（3）利用基因工程，投加遗传工程菌酶，专门性强，目前已有大批研究者开展相关工作，但是还需进一步研究降解效果能否达到预期目标。
优化组合工艺是将一般的生物法进行优化组合，延长水力停留时间和增加泥龄，提高微生物有效浓度，增加污染物与微生物的接触时间。如添加粉末活性炭活性污泥工艺，使污泥泥龄增长，污染物与微生物的接触时间加长，提高了有机物去除效率，同时有机物既被微生物氧化处理，还被活性炭吸附。目前生物法对于染料工业污水处理设备主要有优化组合工艺如厌氧-好氧工艺，生物强化技术如生物絮凝、生物固化、高效菌种等。