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利用生物载体表面的微生物膜净化污水的工艺过程。生物膜法是19世纪末在研究土壤净化污水的基础上创造和发展起来的，与活性污泥法同属于污水好氧处理的主要方法。生物膜法处理污水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。生物膜法具有生成污泥量少、耐受水质、水量冲击负荷等优点。 机理 当污水流经填料表面时，污水中的有机物被吸附在生物膜上（如图）。在生物膜的外层，有机物被好氧微生物所降解，与此同时，微生物不断地生长，生物膜随之加厚。溶解氧在逐渐地渗入生物膜全部厚度之前已全部耗竭，于是，在接近填料表面的生物膜内层是处于厌氧的环境条件。当生物膜很厚时，被吸收的有机物在到达生物膜内层时已完全被代谢，不存在外源有机的细胞碳源，因而微生物处于内源生长阶段，从而失去附着在填料表面的能力，生物膜也就脱落。但随着污水处理的继续，新的生物膜又在填料上不断重新生长。
生物膜构成示意图
生物膜厚度一般为0.1～2.0mm，其中好氧层约为0.1～0.2mm，这取决于氧化膜中的扩散系数、固液界面处氧的浓度，以及生活于膜内微生物的氧总利用率。对于特定的污水流量及其有机物浓度，好氧层厚度是一定的。如果增加污水中有机物浓度，好氧层的厚度则会减少；增加污水流量，好氧层厚度则会增加。有机物渗入生物膜内的深度取决于：①污水量。②有机物浓度。③有机物分子在生物膜中的扩散系数。④微生物对有机物的利用速率等。但主要是随污水中有机物浓度和流量的增加而增加。有机物在好氧层内被降解为二氧化碳和水。好氧层和填料表面之间存在着一层厌氧层，其中生长的厌氧微生物对有机物也起降解作用。厌氧层中聚集着硫化氢、氨和有机酸。在正常运转的情况下，如供氧充足，厌氧层并不太厚。厌氧层的有机酸在异养菌（以有机物中的碳为碳源的细菌）的作用下，转化为二氧化碳和水；氨和硫化氢等在自养菌（以CO2为惟一碳源的细菌）的作用下，被氧化为亚硝酸盐、硫酸盐等稳定物质。整个生物膜系统保持着活性，一般不产生臭味。运转不正常时，如供氧不足，生物膜被厌氧菌控制，系统失去好氧分解的功能，将产生恶臭。 生物群落 生物膜上的生物群落包括好氧、厌氧和兼性的细菌、真菌、藻类和原生动物，也有较高等的动物，如蠕虫、昆虫幼虫和蜗牛等，兼性菌在生物膜中的功能与好氧菌一样，也能分解污水中的有机物质，其中常见的有无色杆菌属，黄杆菌属、假单胞菌属和产碱杆菌属。在生物膜内，当发生不利的生存条件时（如pH值降低等），球衣菌和贝衣硫菌就会出现，内层则有亚硝酸菌属。真菌也起着稳定污水的作用，当它们生长过速时，系统即被堵塞，通风受到限制。 藻类仅存在于阳光照射的上层，通常与有机物降解无关，但藻类易导致系统堵塞。 系统中主要的原生动物是纤毛虫纲，包括钟虫属、盖虫属和累枝虫属等。它们虽然对污水稳定不起作用，但同较高等的动物一样，起着控制细菌繁殖的作用。 在整个系统深度中，生物群落的种类和数量均有变化，这与有机物负荷、水力负荷、污水中的养料（C、N、P等）、pH值、温度、供氧等生存条件有关。
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