微生物在填料表面積聚附著形成生物膜后,由于生物膜的附作用,其表面存在一層薄薄的水層,水層中的有機物已經生物膜所氧化分解,其濃度比進水中的有機物濃度要低得多,當廢水在生物膜表面流過時,有機物就會從運動著的廢水中轉移到附著在生物膜表面的水層中去,并進一步被生物膜所吸附。同時，空氣中的氧也經過廢水而進入生物膜水層并向內部轉移。
生物膜上的微生物在有溶解氧的條件下對有機物進行分解和機體本身進行新陳代謝,因此產生的二氧化碳等無機物又沿著相反的方向,即從生物膜經過附著水層轉移到流動的廢水中或空氣中去。這樣一來,出水中的有機物含量減少,廢水得到了凈化。
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