微生物在填料表面聚附着形成生物膜后，由于生物膜的吸附作用，其表面存在一层薄薄的水层，水层中的有机物已经被生物膜氧化分解，故水层中的有机物浓度浓度比进水要低得多，当废水从生物膜表面流过时，有机物就会从运动着的废水中转移到附着在生物膜表面的水层中去，并进一步被生物膜所吸附，同时，空气中的氧也经过废水而进入生物膜水层并向内部转移。

生物膜上的微生物在有溶解氧的条件下对有机物进行分解和机体本身进行新陈代谢，因此产生的二氧化碳等无机物又沿着相反的方向，即从生物膜经过附着水层转移到流动的废水中或空气中去。这样一来，出水的有机物含量减少，废水得到了净化。

在综合废水处理污水处理中大量使用生物膜污水处理工艺，比使用活性污泥工艺更有优势，具体体现在：

1.微生物相方面，各种生物膜工艺中参与净化反应的微生物多样化，微生物的食物链较长，世代时间较长的微生物易于存活，在分段运行中每段都能够形成优势菌种;

2.在处理工艺上，各种生物膜工艺对水质水量变化均有较强的适应性，污泥沉降性能良好、易于固液分离，能够处理低浓度的污水，易于维护、节能。

生物相方面的特征：

1.微生物多样化；

2. 生物的食物链长；

3. 能够存活世代时间较长的微生物；

4. 分段运行与优占种属

活性污泥法法处理工艺方面的特征：

1.对水质、水量变动有较强的适应性；

2.污泥沉降性能良好，宜于固液分离；

3.能够处理低浓度的污水；

4.易于维护运行、节能