自然界微生物种类繁多，适应性强，代谢方式多样，几乎可以降解环境中的所有污染物质，因此含有不同微生物的菌种在工业污水处理中的应用前景非常广阔。常用的菌种可以从对氧需求的不同、去除对象不同进行分类。因好氧、厌氧的不同可以分为、好氧菌、兼性，根据去除对象不同可以分为氨氮去、总氮去、油脂分解菌、COD降解菌、除硫菌等。不同的菌种生存以及适应条件不一样，在污水处理中的应用，存在以上两种或多种微生物共同进行作用。微生物具有变异快的特点，当水体环境发生极端变化时，微生物会在短时间内产生适应性突变，所以其处理污水的方式更加灵活多样，这就是污泥可以得到驯化的基础。
不用菌种在污水处理中的应用如下：
一、氨氮去：主要为硝酸菌和亚硝酸菌，主要起到硝化氧化的作用，这类菌属于好氧菌，首先是亚硝酸菌氧化氨形成亚硝酸盐，亚硝酸盐再经过亚硝酸菌氧化形成硝酸盐，其作用结果是将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，从而达到去除氨氮的目的。氨氮去需氧量大，若配备风量不足的鼓风机常难以达到理想效果。
二、总氮去：主要为反硝化菌，所起的作用为反硝化脱氮。总氮去是在氨氮去作用的基础上，通过接受氨氮去的产物亚硝酸盐和硝酸盐，将其产物转化为N2和水，N2释放到空气中，使氮从水中脱离，达到去除总氮的目的。总氮去为兼性，即缺氧菌，需要的氧气量比氨氮去要少。
因此氨氮去和总氮去常常被一同应用，已形成多种成熟的处理工艺，常见的工艺技术就有A2O工艺、AO工艺、氧化沟工艺、SBR工艺。
近年来也产生了另一种除氨氮的菌种，即厌氧氨氧化菌，与氨氮去结合总氮去相比，可省略其中需要氧气的部分，可以直接将氨氮转化为N2和水，是一种，其优点显而易见。
三、油脂分解菌：主要的作用机理是在分解酶的作用下，将由脂肪酸结合而成的甘油切断，形成可以被微生物吸收的物质，通过微生物吸收进体内进行新陈代谢，得到降解。
四、COD降解菌：种类较多，有发酵菌、水解酸化菌、产氢产乙酸菌、好氧菌等，在厌氧环境和好氧环境菌可以得到有效降解，其作用原理相对复杂，通常对于有机物的降解主要是靠某些特定的微生物将大分子物质分解为小分子物质，然后再通过xijun等对小分子进行利用。
五、除硫菌：包括硫酸盐还原菌、硫化xijun、硫磺xijun等。硫酸盐还原菌在作用原理上类似于有氧呼吸，成为硫酸呼吸或异化性还原作用，其反应产物为硫化氢和水等，自然界多数的硫化氢都源于此反应。
除了以上五种菌种外，还衍生出多种水处理菌种，包括耐盐菌，可以处理大部分微生物不能降解的高盐废水。