污水處理設備的二級處理是經過一級處理后的污水處理，主要的處理工藝是用生物處理的方法，去除污水膠體和溶解態的有機污染物。經過一級處理，去除了浮質和部分懸浮物，BOD5去除率約為25%～30%。去除率可達到90%以上，使有機污染物達到排放標準。

　　生物處理是利用微生物對有機物的分解和氧化作用，采取一些人工措施，創造有利于微生物生長繁殖的環境，提高微生物對有機物的分解和氧化效率。其他難降解有機物、氮、磷等需要進一步處理的物質，需要經過三個階段的污水處理才能得到比較完整的凈化，這樣污水才能達標排放。

　　污水處理設備中主要用到以下方法：

　　1、高負荷生物濾池法

　　污水處理設備中建設有生物濾池，但其結構和濾料與普通生物濾池相同，但其水力負荷和有機負荷均高于普通生物濾池。可以經常使用連續操作。污水在濾池內停留時間短，只有易分解、易氧化的有機物才能得到凈化。因此，該濾池的凈化程度相對較低，二沉池沉淀的污泥也較多。這種方法稱為不完全二次處理。

　　該工藝可去除約75%的BOD（包括一級處理），出水BOD可低于60ppm。但由于水負荷大，所以濾池不易堵塞。有時，也可采用回流操作模式（將生物濾池部分出水回流到濾池前）。高負荷生物濾池水力負荷為10-30m3/（m2·d），有機負荷為800~1200bod5g/（m3·d），比普通生物濾池占地少。

　　2、活性污泥法

　　在污水處理設備中，采用活性污泥法對污水進行二級處理。活性污泥法是以活性污泥為主體的污水生物處理的主要方法。活性污泥法是一種好氧微生物經過一定時間的繁殖，不斷地將空氣引入廢水中而形成的污泥絮凝過程。微生物群落以膠束為主，對有機物具有較強的吸附和氧化能力。因此，這種方法稱為完全的二次處理。效果好時，出水BOD可低于10ppm，懸浮物可低于15ppm，達到排放標準。

　　3、微電解

　　這種方法是污水處理設備二級處理的新技術，而微電解技術是處理高濃度有機污水的理想工藝，又稱內電解法。它是在不通電的情況下,利用污水中微電解材料產生的1.2v電位差對污水進行電解處理，達到降解有機污染物的目的。

　　其原理是：水連通后，污水處理設備將形成眾多的微電池系統，在其作用空間形成電場，產生新的生態H、Fe2+，污水中的某些成分將發生氧化還原反應，生成Fe2+，并進一步氧化為Fe3+。這種污水處理設備使用方法具有使用范圍廣、處理效果好、成本低、操作維護方便、無需消耗電力資源等優點。該工藝可大大降低COD和色度，提高廢水的可生化性，對氨氮的去除效果良好。

　　4、絮凝劑

　　在污水處理設備中加入絮凝劑進行二級處理，包括硫酸亞鐵、硫酸鋁等絮凝劑。具有良好的除濁、脫色、除油、除臭、細菌、藻類、磷、油脂、COD、BOD、重金屬離子等功能，還可作為色素、醫藥、催化劑、媒染劑等。其他絮凝劑有：聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁等。