生物池含有大量的有益微生物，能够吸收污水中的重金属离子、富营养物质等有害物，加速污水净化进程。在污水处理工艺中，生物池是最为核心的单元，这一部分运行控制的好坏将直接关系到整个污水处理厂的运行状况。对于活性污泥法污水处理过程来说，生化反应池又分为缺氧区和好氧区两个部分。缺氧区主要进行反硝化过程，好氧区主要进行硝化反应过程。在前置反硝化污水处理过程中，溶解氧浓度和硝态氮浓度是最为关键的过程变量，直接影响出水品质。因此，生物池控制系统主要是指对溶解氧和硝态氮的有效控制。由于开关控制、PID控制和前馈控制等方法操作简单、易于工程实现，在污水处理生物池控制系统中得到广泛应用。

活性污泥法污水处理过程涉及多个物理及生物生化反应过程，难以建立描述污水处理过程的精确数学模型。同时，由于入水流量、污染物浓度、天气和水温等不确定因素的影响，污水处理过程呈现明显的非线性、时变、时滞及变量耦合等特征，常规控制方法的控制精度有待提高。模糊控制、模型预测控制、神经网络控制、自组织控制及多目标优化控制等智能控制方法正在成为主流的发展方向，相比传统控制，智能控制不仅能够提高控制精度，而且有助于提高出水水质和降低运行成本。