1、生物强化技术的提出
　　随着现代合成工业的发展，大量异生化合物(Xenobiotics)进入了工业废水和城市污水中，由于其本身具有结构复杂性和生物陌生性，因此很难在短时间内被常规生物处理系统中的微生物分解氧化。为了解决难降解有机废水的处理问题，国外学者提出了生物强化技术(Bioaugmentation)的概念。生物强化技术是指在生物处理系统中，通过投加具有特定功能的微生物、营养物或基质类似物，达到提高废水处理效果的手段和方法。

高效菌种的直接作用
　　这种作用机制首先需要通过驯化、筛选、诱变和基因重组等生物技术手段得到1株以目标降解物质为主要碳源和能源的高效微生物菌种，再经培养繁殖后，投放到具有目标降解物质的废水处理系统中。因此，当原处理系统中不含高效菌种时，如果投入一定量的高效菌种，则可有针对性地去除废水中的目标降解物；当原处理系统中只存在少量高效菌种时，那么投加高效菌种后，可大大缩短微生物驯化所需要的时间。在水力停留时间不变的情况下，能达到较好的去除效果。
微生物的共代谢作用
　　所谓微生物的共代谢作用是指只有在初级能源物质存在时，才能进行的有机化物的生物降解过程。共代谢过程不仅包括微生物在正常生长代谢过程中对非生长基质的共同氧化，而且也包括了休止细胞(resting cells)对不可利用基质的氧化代谢。微生物的共代谢作用可分为：①以易降解的有机物为碳源和能源，提高共代谢菌的生理活性；②以目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物，提高酶的合成；③不同微生物之间的协同作用。
　　共代谢虽然能提高难降解有机物的去除效果，但机理十分复杂，迄今有很多问题尚处于研究阶段。一些学者曾针对共代谢现象提出了各种假设。Foster认为微生物不能在某种基质上生长的原因并不是由于微生物无法分解代谢该物质，而是由于微生物本身缺乏吸收、同化其氧化产物的能力。Hughes提出卤代芳烃化合物的共代谢可能是由于微生物无法从苯环上脱去卤素取代基，并把芳香环基质导向碳吸收同化的节点。Tranter和Cain把具有氧化代谢卤代芳烃化合物功能的细菌不能在该基质上生长的原因归结于有毒产物的积累。但目前提出的各种假设都不能圆满地解释实际工程中所发生的各种共代谢现象。
　　许多难降解有机物的去除是通过共代谢途径进行的。例如在氧化塘处理焦化废水的系统中，投加生活污水可大大提高COD的去除率，其主要原因就是生活污水中含有多种营养元素，加强了生物的共代谢作用。瞿福平等在对氯代芳香烃化合物的研究中发现，氯苯类同系物共存时，对氯苯的生物降解性有一定程度的影响。邻二氯苯，间二氯苯的共存有利于整个体系的降解，但氯苯的耗氧速率有所降低。Adriaens等研究发现，一株Acinetbacter sp.生长在含有4-氯苯甲酸盐(4CB)的基质上时，可以将原来不能利用的3,4-二氯苯甲酸盐(3,4-DCB)转化成3-氯-4-羟基苯甲酸盐，毫无疑问共代谢在其中发挥了重要的作用。