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目前，染料废水处理的方法主要有生物法、化学法和物理法。物理法、化学法主要是运用两种方法的相互综合作用，从而使染料废水得到纯化的一种方法，例如吸附、萃取、离子交换、电渗析等方法的结合使用。化学混凝沉淀和活性炭吸附的两级处理是一种比较典型的物理化学处理方法，此种方法的优点有：占地面积较少；出水的水质质量好，且比较稳定；可以除去大部分危害较大的重金属离子；对染料废水温度的变化、浓度的变化等具有较强的适应性；管理和操作过程易于控制等。但是，也有一些不足的地方，例如日常处理的设备费用、运转费用比较高。生物法是指利用某些微生物的作用能够使染料废水中的污染物进行降解，从而达到转化和净化的目的，其主要的原理是运用某些能够降解污染物的微生物,在特定的生化反应容器中, 利用降解微生物的特异性作用，将染料废水中的污染物降解为细小的分子，从而能够达到减轻污染程度的目的。
与物理法、化学法相比，生物法在降解染料废水的过程中具有一系列的优点：首先在对染料废水降解时，不再需要升温和加压这两个过程，能够在比较温和的环境下，通过对酶的一系列催化作用即能够快速完成降解，因此处理的成本相对来说比较低廉；同时对染料废水的水质要求并不高，适用的范围较广；其次生物处理法不仅环保污染小，且不再需要添加额外的净水药物，可以有效减少对水质所带来的二次污染甚至多次污染；最后生物处理法总体来说效果较好，不仅能够降解有毒的污染物质，还能够去除污水中杂物，从而提高水质的透明度。生物处理的方法主要有活性污泥降解处理法、厌氧生物处理法、氧化塘法和生物膜法等。
现在较流行的染料处理的生物方法是高效菌种筛选分离处理技术，由于染料具有特异性较强的特征且污染成分比较复杂，常规的微生物方法很难实现一次性完全净化，筛选出高特异性的高效菌种便成了染料废水处理中优选的现代生物技术方法。目前该方法的主要流程是：先将印染厂的活性污泥经过采集，再进行培养、驯化从而得到特异性的高效的生物菌种，最后再不断的重复在污水处理中进行接种。
传统的生物方法处理染料废水，虽然一定程度上耗能比物理法、化学法低，且技术也较成熟，但处理过的染料废水的相关指标大多数不能够达到排放的标准，仍需一系列的后续继续处理；现代生物技术在染料废水处理中的广泛应用，虽然有较高的处理效率和较强的针对性、可行性，但是前期技术成本的投资较大，还存在一些生态环境安全的隐患。染料废水的相关降解机理、染料降解菌自身的机理目前的研究还不是很完善，总的来说，现代生物技术在染料废水处理中的应用还存在着很大的发展空间，仍需进行进一步的探索和研究。