生物膜法和活性污泥法是平行发展起来的污水处理技术，都是利用微生物来去除废水中有机物的方法。但活性污泥法中的微生物在曝气池内以菌胶团的形式呈悬浮状态，属于悬浮生长系统；而生物膜法中的微生物附着生长在填料或载体上，形成膜状的活性污泥，属于附着生长系统或固定膜工艺。生物膜反应器1893年作为生物膜反应器的生物滤池开始问世，并从此开始用于污水生物处理的实践。到20世纪70年代，除了普通的生物滤池外，生物转盘、曝气生物滤池和生物流化床技术都得到较多的研究与应用。21世纪以来又出现大量新型的单一或复合式生物膜反应器、如移动床生物膜反应器等，进一步拓展了生物膜法在污水处理中的应用范围。

图1所示为生物膜法处理系统的基本流程。污水经初沉池后进入生物膜反应器，降解去除污染物后，通过二沉池沉淀后排出。初沉池的作用是去除大部分悬浮固体物质，防止生物膜反应器堵塞，这对孔隙小的填料尤其必要；二沉池的作用是截留脱落的生物膜，提高出水水质，但是二沉池和出水回流并不是必不可少的。

图1 生物膜法的基本流程

图2所示是附着在生物滤池滤料上的生物膜的构造。生物膜生长于载体的表面，是由微生物群体组成的具有高度的亲水性的黏状物。污水不断流经生物膜表面，其外侧始终存在着一层附着水层。在膜的表面和一定深度的内部生长着大量的各种类型的微生物和微型动物，形成有机污染物—细菌—原生动物（后生动物）的食物链。其中的丝状菌相互缠绕并延伸到水中，使生物膜呈现出立体结构。生物膜法作为与活性污泥法平行发展起来的生物处理技术，在一些情况下可替代活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有一些独特的优点，如操作方便、剩余污泥少、抗冲击负荷和适用于小型污水处理厂等。生物膜上的微生物多样化，食物链长，污泥产量低；生物膜法的生物固体停留时间长，有利于生长比增值速率小的微生物，如硝化菌；生物膜法多分段运行，可形成菌属优势。

图2 生物膜的构造