废水的生物处理过程实际上可看作是一种微生物的连续培养过程，即不断给微生物补充食物，使微生物数量不断增加。在微生物学中，对纯菌种培养的生长规律已有大量研究，而在废水生物处理中，活性污泥或生物膜是一个混合菌的群体，亦有他们的生长规律。

微生物的生长规律可用微生物的生长曲线来反映，此曲线表示了微生物在不同培养环境下的生长情况及微生物的整个生长过程。按微生物生长速度不同，生长曲线可划分为四个生长时期。

1.适应期

这是微生物培养的最初阶段，在这个时期，微生物刚接入新鲜培养液中时对新的环境有个适应过程，所以在此时期微生物的数量基本不增加，生长速度接近于零。

在废水生物处理过程中，这一时期一般在微生物的培养驯化时或处理水质突然发生变化后出现，能适应的微生物则能够生存，不能适应的微生物则被淘汰，此时微生物的数量有可能减少。

2.对数期

微生物的代谢活动经调整，适应了新的培养环境后，在营养物质较丰富的条件下，微生物的生长繁殖不受底物的限制，微生物的生长速度达到最大，菌体数量以几何级数的速度增加，菌体数量的对数值以几何级数的速度增加，菌体数量的对数值与培养时间成直线关系，故有时亦称对数期为等速生长期。增长速度的大小取决于微生物本身的时代时间及利用底物的能力，即取决于微生物自身的生理机能。

在这一时期微生物具有繁殖快、活性大、对底物分解速率快的特点。但是，为了维持微生物的对数期生长，必须提供充分的食料，使微生物处于食料过剩的环境中，微生物的生长不受底物的限制。在这种情况下，微生物体内能量高，絮凝性和沉降性能均较差，出水中有机物浓度也很高，也就是说，在废水生物处理过程中，如果控制微生物处于对数增长期，虽然反应速率快，但想取得稳定的出水以及较高的处理效果是比较困难的。

3.平衡期

在微生物经过对数期大量繁殖后，使培养液中的底物逐渐被消耗，再加上代谢产物的不断积累，从而造成了不利于微生物生长繁殖的食物条件和环境条件，致使微生物的增长速度逐渐减慢，死亡速度逐渐加快，微生物数量趋于稳定。

4.衰老期

在平衡期后，培养液中的底物近乎被耗尽，微生物只能利用菌体内贮存的物质或以死菌体作为养料，进行内源呼吸，维持生命。在此时期，由内源代谢造成的菌体细胞死亡速率超过新细胞的增长速率，使微生物数量急剧减少，生长曲线显著下降，故衰老期也称为内源代谢期。在细菌形态方面，此时是退化型较多，有些细菌在这个时期也往往产生芽孢。

必须指出，上面所述的生长曲线并不是细菌细胞的基本性质，只是反映了微生物的生长与底物浓度之间的依赖关系，并且曲线的形状还受供氧情况、温度、PH值、毒物浓度等环境条件的影响。在废水生物处理中，我们通过控制底物量（F）与微生物量（M）的比值F/M，使微生物处于不同的生长状况，从而控制微生物的活性和处理效果，一般在废水处理常控制F/M在较低范围内，利用平衡期或内源代谢初期的微生物的生长活动，使废水中的有机物稳定化，以取得较好的处理效果。