生物膜法是使微生物附著在載體表面上，污水在流經(jīng)載體表面過程中，通過有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的吸附、氧向生物膜內(nèi)部的擴(kuò)散以及在膜中所發(fā)生的生物氧化等作用，對(duì)污染物進(jìn)行分解。在生物膜反應(yīng)器中，污染物、溶解氧及各種必須營(yíng)養(yǎng)物首先要經(jīng)過液相擴(kuò)散到生物膜表面，進(jìn)而到生物膜內(nèi)部;只有擴(kuò)散到生物膜表面或內(nèi)部的污染物才能有機(jī)會(huì)被生物膜微生物所分解和轉(zhuǎn)化，zui終形成各種代謝產(chǎn)物(CO2、水等)。隨著時(shí)間延長(zhǎng)(30天左右)，生物膜沿水流方向分布及微生物組成及對(duì)有機(jī)物降解功能達(dá)到平衡和穩(wěn)定的狀態(tài)，生物膜成熟，形成有機(jī)物、細(xì)菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。

在生物膜的zui外層形成以好氧型微生物為主體的生物膜層，而在好氧層的深部由擴(kuò)散作用制約了溶解氧的滲透往往形成厭氧區(qū)。在這里，由于厭氧菌的作用，硫化氫、氨和有機(jī)酸等物質(zhì)容易積累。但是，如果體系供氧充分，厭氧層的厚度會(huì)被壓縮至某一限度，形成的有機(jī)酸在異養(yǎng)菌的作用下轉(zhuǎn)化為CO2和水，而氨及硫化氫在自養(yǎng)菌作用下被氧化成各種穩(wěn)定鹽類。隨著厭氧代謝產(chǎn)物增多，固著力減弱，生物膜老化、脫落。