在石油化工废水处理中，好氧处理方法较多，但单独使用好氧生物处理的较少，主要与厌氧处理相结合，最新发展的好氧处理方法主要有以下5种。
1序批式间歇活性污泥法
序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺流程简单、污染物去除效果好、占地面积小、运行操作灵活及便于自控运行，但不适合处理大量废水，对控制管理要求较高。
采用由两个相同SBR串联构成的两段SBR工艺系统处理石油化工废水,Ⅰ段以降解乙酸为主，Ⅱ段以降解芳香族化合物为主，废水量平均为1400m³/d，COD为400～1500mg/L，BOD为200～650mg/L，HRT为8h，COD去除率可达到91%。
该方法还可克服普通SBR法的葡萄糖效应，缩短反应时间，提高反应效率。试验表明，两段SBR法集SBR法和AB法的优点于一体，并可省去污泥回流，Ⅰ段反应器还可按厌氧条件运行。
2高效好氧生物反应器
高效好氧生物反应器(HCR)融合了高速射流曝气、物相强化传递和紊流剪切等技术，具有深井曝气和污泥流化床的特点，是第三代生物反应器。
已有学者利用其进行处理石油化工废水的中试研究，结果表明，HCR启动速度快、氧的利用率高、抗冲击负荷能力强、去除效果稳定可靠，BOD去除率可达75%～85%。
但由于HRT短，氨氮的去除率不高，且由于石油化工废水的特殊性，反应器内的污泥易发生非丝状菌膨胀，污泥沉降性能较差。与普通活性污泥法相比，HCR工艺能耗较高，但在较短的HRT下，BOD去除率较高，适合作为预处理工艺。
3生物接触氧化
化工园区内企业类别不同，废水成分也不同，其成分复杂、污染物含量高、生物难降解质多，一般都采用企业自身预处理后统一排出再集中治理。首先，入园区前做好防治工作，凡是具备废水处理能力的企业优先入住，倒逼企业做好废水处理工作。再者，集中治理的工艺与方法将直接影响排出废水的成分和性质，根据具体情况来进行废水综合治理很有必要。因此，需要对园区各企业所排放的废水的特性及处理工艺有所了解，在此基础上根据混合工业废水的水质情况提出具体的处理方法。
4膜生物反应器
膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术结合而发展的一种新型的污水处理装置，广泛用于中水回用和工业废水处理。樊耀波等以MBR装置处理石油化工废水，试验表明，BOD、SS和浊度去除率达到98%，COD去除率达91%，石油类、氨氮和磷等的处理效果也优于常规二级污水处理，且稳定性好、泥负荷较大、剩余污泥量少。
5悬浮填料生物反应器
悬浮填料生物反应器是一种新型生物膜反应器，其核心部分是能在反应器中保持悬浮状态特殊填料，反应器操作简便，有良好的通气性、过水性，存在碰撞和切割气泡等作用，可以强化微生物、污染质和溶解氧的传质，提高氧的利用效率，且对曝气、布水没有特殊要求。
用其处理石油化工废水，试验结果表明，悬浮填料生物反应器具有较强充氧能力和抗负荷冲击能力。填料投加率为50%时，与普通曝气池相同条件下，可使反应器充氧能力提高至无填料时的2倍以上，污染物去除效果好，出水水质稳定。在填料投加率为50%、HRT为8h时，COD、氨氮、浊度、SS去除率分别为75.0%、85.2%、85.7%、86.2%。采用多级悬浮填料生物反应器处理石油化工废水，可进一步提高污染物，尤其是氨氮的去除效果。
