生物膜法和活性汙泥法一樣，都是利用微生物來去除廢水中有機物的方法，為生物膜提供附著生長固定表面的材料稱為填料，是影響生物膜法的發展和效能的重要因素。
生物膜法的基本原理
1.生物膜的形成及特點
生物膜法是通過附著在載體或介質表面上的細菌等微生物生長繁殖，形成膜狀活性生物汙泥——生物膜，利用生物膜降解汙水中的有機物的生物處理方法。生物膜中的微生物以汙水中的有機汙染物為營養物質，在新陳代謝過程中將有機物降解，同時微生物自身也得到增殖。
隨著微生物的不斷繁殖增長，以及廢水中懸浮物和微生物的不斷沉積，使生物膜的厚度不斷增加，其結果是使生物膜的結構發生變化。
在生物處理過程中，生物膜總是在不斷地生長、更新和脫落的，造成生物膜不斷脫落的原因有：水力沖刷、由於膜增厚造成重的增大、原生動物的鬆動、厭氧層和介質的粘結力較弱等。
生物膜法適用於中小規模汙水生物處理，汙水處理系統可以獨立建立，也可以與其他汙水處理工藝組合應用。汙水進行生物膜法處理前，宜經沉澱處理，當進水水質或水量波動大時，應設定調節池。
2.生物膜的結構及其淨化廢水的機理
生物膜是蓬鬆的絮狀結構，微孔多，表面積大，具有很強的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積於膜上的有機物為營養物質，將一部分物質轉化為細胞物質，進行繁殖生長，成為生物膜中新的活性物質，另一部分物質轉化為排洩物，在轉化程中放出能量，供應微生物生長的需要。增殖的生物膜脫落後進入廢水，在二次沉澱池中被截留下來，成為汙泥。如果
有機物負荷比較高，生物膜對吸附的有機物來不及氧化分解時，能形成不穩定的汙泥，這類汙泥需要進行再處理。由於生物膜法中的微生物以附著的狀態存在，所以泥齡長，使生物膜中既有世代時間短、比增長速率大的微生物，雙有世代時間長、比增長速率小的微生物，這使生物膜法中參與代謝的微生物種類多於活性汙泥法。
3.生物膜法的主要特徵
與活性汙泥法相比，生物膜法具有以下特徵：
⑴生物相特徵：
①參與淨化反應微生物多樣化
②生物的食物鏈長
③能夠存活世代時間較長的微生物
④分段執行與優佔種屬
⑵工藝特徵
①抗衝擊負荷能力強
②汙泥沉降效能良好，宜於固液分離
③能夠處理低濃度的廢水
④執行簡單、節能，易於維護管理，動力費用低
⑤產生的汙泥量少
⑥在低水溫條件下，也能保持一定的淨化功能
⑦具有較好的硝化與脫氮功能
生物膜法的主要影響因素
影響生物膜法的因素很多，例如水質、溫度、pH值、溶解氧、營養平衡、有毒有害物質濃度等，這些因素也是影響活性汙泥法等的因素，前面已講過，下面介紹一下生物膜法所特有的影響因素。
1.水力負荷
水力負荷對生物膜法的處理效果以及生物膜厚度和傳質改善等方面都有一定的.影響。生物膜法有多種處理工藝，應該選擇合適的水力負荷。
2.載體表面結構和性質
載體對汙水處理效果的影響主要反映在載體的表面性質，包括載體的比表面積大小、載體表面親水性及表面電荷、表面粗糙度、載體的密度、孔隙率和材料強度等。載體的選擇不僅決定了可供生物膜生長的面積大小和生物量的多少，還影響反應器中的水動力學狀態。
3.生物膜量及其活性
生物膜的厚度反映了生物量的大小，但是生物活性並非總是與生物量成正相關性。生物膜由好氧膜和厭氧膜組成，好氧膜的厚度通常為1.5～2.0mm，有機物的降解主要在好氧層內完成。不能單純追求增加反應器的生物量，應保證反應器內生物膜正常脫落更新而不發生載體間隙被堵塞的現象。
生物膜法的型別及工藝流程
生物膜法有多種分類，按照微生物附著的載體存在狀態可分為固定床生物膜法和流動床生物膜法。固定床生物膜分為生物濾池和生物接觸氧化法等，流動床生物膜法包括生物流化床和移動床等。
按照生物膜被汙水浸沒的程度生物膜法又可分為浸沒式生物膜法、半浸沒式生物膜法和非浸沒式生物膜法。常見的浸沒式生物膜法包括生物接觸氧化池、曝氣生物濾池等，常見的半浸沒式生物膜法有生物轉盤，常見的非浸沒式生物膜法有生物濾池，生物濾池又分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池三種類型。
1.普通生物濾池
⑴工藝流程
普通生物濾池又名滴濾池，是生物濾池早期出現的型別，即第一代的生物濾池。汙水先進入初沉池，去除可沉的懸浮物，接著進入生物濾池。經過濾池處理的汙水和生物濾料上脫落的老化生物膜流入二沉池，經過固液分離後，排出淨化水。
⑵構造
普通生物濾池由池體、濾料、布水裝置和排水系統等四部分組成。
①池體
其平面形式多呈方形、矩形或圓形，池壁一般用磚石或鋼筋混凝土築造而成。
②濾料
濾料表面有生物膜附著，是淨化汙水的主體，濾料對生物濾池的工作效能影響較大。生物濾池一般採用實心拳狀無機濾料，如碎石、卵石和爐渣等。近年來，生物濾池多采用塑料濾料，主要由聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等加工成波紋板、蜂窩管、環狀以及空圓柱等複合式濾料，其特點是質輕、強度高、耐腐蝕、比表面積大、孔隙率高，從而大大改善了膜生長及通風條件，使處理能力大大提高。
③布水裝置
普通生物濾池多采用固定式噴嘴布水系統，主要由虹吸裝置、配水池、布水管道和噴嘴等部分組成。
④排水系統
普通生物濾池底部的排水系統，位於濾料層的下面，主要起收集及排出處理後的廢水，保證通風和支撐濾料的作用。排水系統通常分為兩層，即包括濾料下的滲水裝置和底板處的集水溝和排水溝。
⑶工藝特點
①普通生物濾池一般適用於處理每日汙水量不大於1000m3的小城鎮汙水和有機工業廢水，淨化效率高，處理效果好，出水
水質穩定。
②基建投資省，執行穩定，易於管理，動力消耗低，節省能源。
③剩餘汙泥量小。
④負荷較低，佔地面積大，不適用於處理水量較大的廢水，且其沖刷能力不足，易引起濾料內生物膜積累和堵塞，從而影響濾池內的通風，執行過程中會產生濾池蠅，且衛生條件較差，因此，使用受到限制。
