对于经过石油提取处理的剩余含油污泥，微生物对含油污泥中的石油和有机物有很强的降解能力，可将其最终转化成无害的CO2、H2O 等，同时增加土壤腐殖质含量，其处理方式包括堆肥处理法、土壤耕作法、微生物降解法等。采用原位生物修复技术研究了微生物对炼油厂含油污泥的处理能力。加入培养好的菌种与营养物质55 d 和120 d 后，原来含油量最高( 99. 2 g /kg) 的A 区污泥中的含油率分别下降83. 5% 和90. 2%。利用培育的假单胞菌和芽孢杆菌对含油污泥经厌氧处理后再进行好氧脱油处理，含油23 000 mg /kg 的含油污泥4 h 内脱油率可达53. 4%。添加混合菌可显著提高堆肥效果，且时间越长，油去除率越高，当处理时间为60 d 时，含油量降至4 100 mg /kg，接近GB 4284—1984《农用污泥中污染物控制标准》中规定的含油量不高于3 000 mg /kg 的标准值。认为生物法处理含油污泥具有成本低、无二次污染等优点，提出了生物堆肥法、联合生物法、生物反应器法、生物修复法和生物浮选法。认为生物降解技术降解快，指标高，更具成本优势，同时能改善土壤理化性状和肥力，提出了热化萃取后再生物降解的复合处理思路。

  以长庆油田华池作业区93#井场的修井油泥为研究对象，添加了石油降解菌剂、营养盐及膨松剂，使用撬装式生物反应器，控制反应温度并提供全面的机械搅拌，增进溶氧量与营养物质的传递速率。对初始含油7. 24 % 的含油污泥进行24 d 的生物强化降解后，含油量降至0. 23%。实验结果表明，使用撬装式生物反应器可以使微生物快速高效地降解石油污染物，是一种有效的含油污泥处理方法。生物处理技术的优点是操作方便，作用持久，无二次污染，已在国外得到广泛的商业化应用。其缺点是选择合适的菌种比较困难，处理周期长，对环烷烃、芳烃类处理效果差，对高含油污泥难适应等。