(1)生物膜的形成

      污水通過濾池時，濾料截留了污水中的懸浮物質(zhì)，并把污水中的膠體物質(zhì)吸附在自己的表面上，它們中的有機物使微生物很快繁殖起來，這些微生物又進一步吸附了污水中呈懸浮、膠體和溶解狀態(tài)的物質(zhì)，填料表面逐漸形成了一層生物膜。生物膜主要由細菌的菌膠團和大量的真菌絲組成，其中還有許多原生動物和較高等動物生長。

      在生物濾池表面的濾料中，常常存在著一些褐色及其他顏色的菌膠團。也有的濾池表層有大量的真菌絲存在，因此形成一層灰白色的黏膜。下層濾料生物膜呈黑色。生物膜不僅具有很大的表面積，能夠大量吸附污水中的有機物，而且具有很強的降解有機物的能力。當濾池通風良好，濾料空隙中有足夠的氧時，生物膜就能分解氧化所吸附的有機物。在有機物被降解的同時，微生物不斷進行自身的繁殖，即生物膜的厚度和數(shù)量不斷增加。生物膜的厚度達到一定值時，由于氧傳遞不到較厚的生物膜中，使好氧菌死亡并發(fā)生厭氧作用，厭氧微生物開始生長。當厭氧層不斷加厚，由于水力沖刷和生物膜自重的作用，再加上濾池中某些動物(如灰蠅等)的活動，生物膜將會從濾料表面脫落下來，隨著污水流出池外，這種脫落現(xiàn)象既可以間歌地也可以連續(xù)地發(fā)生，這取決于濾池的水力負荷率的大小由此可見，生物膜的形成是不斷發(fā)展變化、不斷新陳代謝的。去除有機物的活性生物膜，主要是表面的一層好氧膜，其厚度一般為0.5~2.0mm左右，視充條件而定。

(2)生物膜中的微生物

      生物膜中的微生物與活性污泥大致相同，但又有其特點。生物膜中的細蔭也很多，菌膠團仍是主要的，但與活性污泥不同的是，在生物膜中絲狀菌很多，有時還起主要作用，因為它凈化有機物的能力很強，而且又由于它而使生物膜形成了立體結(jié)構(gòu)，密度疏松，增大了表面積。生物濾池污水是從上而下流動，逐漸得到凈化，由上至下水質(zhì)不斷發(fā)生變化，因此，對生物膜上微生物種群發(fā)生了很大影響。在上層以大多數(shù)攝取無機營養(yǎng)的自養(yǎng)型微生物為主(特別是低負荷生物濾池)，如異養(yǎng)細菌、鞭毛蟲或蟲足蟲。在下層則可能是世代期長的硝氏萌和營養(yǎng)水平高的固著型纖毛蟲。

      在生物濾池中真菌生長較普遍，在條件合適時，可能成為優(yōu)勢種。濾池中出現(xiàn)的真菌種類很多，如酵母、鏈刀霉、白地霉、麻球抱霉、漿霉菌等。

      生物膜中的原生物動物比活性污泥中的多,種類豐富，上、中、下三層各不相同，越是高等原生動物，趁是在底層生長。原生動物的存在對提高出水水質(zhì)有重要作用，這點與活性污泥法有相同之處

灰蠅是生物濾池中特有的一種昆蟲，是肉眼可見的較大的生物，其幼蟲以生物膜為食。幼蟲的活動能起疏松生物膜的作用，有一定有利影響。

(3)生物膜去除有機物過程

      濾料表面的生物膜可分為厭氧層和好氧層，在好氧層表面是一層附著水層，這是由于生物膜的吸附作用形成的。因為附著水直接與微生物接觸，其中有機物大多已為微生物所氧化，因此有機物濃度很低。在附著水外部，是流動水層，即是進人生物濾池的待處理污水，有機物濃度較高。生物膜去除有機物的過程包括:有機物從流動水中通過擴散作用轉(zhuǎn)移到附著水中去，同時氧也通過流動水、附著水進入生物膜的好氧層中;生物膜中的有機物進行好氧分解:代謝產(chǎn)物如COH0等無機物沿相反方向排至流動水層及空氣中;內(nèi)部厭氧層的厭氧菌用死亡的好氧菌及部分有機物進行厭氧代謝;代謝產(chǎn)物如有機酸等轉(zhuǎn)移到好氧層或流動水層中。在生物濾池中，好氧代謝起主導作用，是有機物去除的主要過程。