生物處理法是廢紙造紙廢水處理的主體工藝，具體形式多種多樣，其中厭氧生物處理法、好氧生物處理技術法和厭氧好氧組合技術法應用較為廣泛。

常見的厭氧技術有厭氧折流板反應器(Anaerobicbaffledreactor，ABR)、厭氧內循環反應器(Internalcirculatinganaerobicreactor，IC)、升流式厭氧污泥床(Up-flowanaerobicsludgebed，UASB)、顆粒污泥床(Expandedgranularsludgebed，EGSB)等多種形式。有研究者采用IC工藝對浙江某廢紙造紙廢水處理工程進行改造，結果表明，該工藝能較好適應進水水質水量的波動，運行穩定，COD去除率達到80%，沼氣產氣率約為0.38m3/kg，沼氣發電量約為8000kWh/d，實現了整個廢水處理系統的收支平衡。Jackson-Moss研究發現厭氧顆粒狀生物活性炭可去除50%的COD。Chen和Horan采用UASB反應器，水力停留時間為6h，COD的去除率可達66%。然而，厭氧處理出水中殘余的有機物濃度往往比較高。Thompson研究發現利用厭氧技術處理造紙廢水，COD去除率可達80%，但COD剩余濃度仍高達800mg/L，因此需要進行后續處理。

好氧生物技術包括傳統活性污泥法、氧化塘、生物膜法等。Chandra指出活性污泥中微生物種群如假單胞菌、檸檬酸桿菌和腸桿菌可有效去除廢水中BOD、COD、色度、酚類物質和硫化物。Junna指出活性污泥法可去除90%的BOD、70%的COD、60%～95%的含氯酚和40%～60%的AOX。湖南某造紙廠采用活性污泥主體工藝，SS去除率達到99.7%，COD去除率達到98.4%，運行穩定，出水達標。此外，也有研究者發現活性污泥法對廢水中的毒性物質有很高的去除效果。

除了傳統活性污泥法工藝外，許多研究者采用氧化塘工藝處理廢紙造紙廢水。Welander等研究指出工程規模的氧化塘對COD的去除率有30%～40%，而中試規模的氧化塘COD去除率可達60%～70%。Junna和Ruonala指出好氧塘對BOD7的去除率為50%～70%，對含氯酚的去除率為10~50%。Lescot和Jappinen利用好氧塘處理芬蘭某造紙廢水，SS、BOD7、COD、AOX和色度的去除率分別達到87%、96%、65%、53%、22%。此外，Stuthridge和Mcfarlane還發現氧化塘處理造紙廢水，在停留時間短的處理系統中AOX的去除率可達到70%。也有研究者認為生物膜法，與活性污泥法相比，能更有效地去除難以降解的有毒有害物質，而且占地面積較小，污泥產量少，處理能力強，能適應耐受水質、水量變化的沖擊負荷，對中小企業的廢水處理更具有現實意義。生物膜法技術的形式多種多樣，包括SBR生物膜反應器、高密度生物反應器、生物過濾器等等。Reid和Simon指出SBR生物膜反應器可去除90%的溶解性COD和99%的甲醇。Magnus的研究發現高密度生物反應器(HCR)可去除93%的COD和65%的BOD。Rovel采用生物過濾器對BOD、COD、SS和AOX的去除率分別達到76%、62%、81%和48%。Asselin等的研究還發現懸浮載體生物膜反應器(SCBR)可有效去除慢性有毒物質。此外，還有部分研究者采用膜生物反應器工藝處理廢紙造紙廢水。Berube和Hall等研究發現膜生物反應器可去除約93%的TOC。