溶解氧是生物處理的重要控制因素。

在污水的好氧生物處理中，微生物主要以好氧細菌為主，反應器應額外從外部供氧，使環境中有足夠的溶解氧供好氧微生物呼吸。如果溶解氧不足，好氧微生物的正常生長規律就會因為得不到足夠的氧氣而受到影響甚至破壞；好氧微生物的活性會受到影響，代謝能力會降低；同時，對溶解氧需求量較低的微生物也將應運而生。這樣會影響正常的反應過程，污水中有機物的氧化不能完全進行，出水BON濃度升高，反應器內的活性污泥或生物膜變質，變黑發臭，處理效率會下降。

從以上可以看出，好氧微生物的培養與溶解氧有很大的關系。因此，一般在好氧生物處理反應器中，如曝氣池、生物濾池等，應保證有足夠的溶解氧。從活性污泥或生物膜微生物的顯微鏡觀察來看，如果微生物群生長發育正常，溶解氧應保持在一定水平，一般為4mg/L左右。這種情況下，活性污泥或生物膜結構正常，沉降和絮凝性能也不錯。溶解氧的低值一般應保持在不低于2mg/L，而且這種低值只出現在反應器的局部區域。如反應器的進口部分，有機物比較集中的地方等。供氧過多會導致污泥或生物膜因代謝活性增強和養分供應不足而發生自身氧化，從而導致污泥老化。