生物膜法和活性污泥法一样，都是利用微生物去除污水中有机物的方法。但在活性污泥法中，微生物处于悬浮生长的状态，所以活性污泥法处理系统又称为悬浮生长系统。而生物膜法中的微生物则附着在某些物质的表面，所以生物膜法处理系统又称为附着生长系统。生物膜法主要包括生物滤池、生物转盘，生物流化床法等。

生物膜法的基本原理是通过污水与生物膜的相对运动，使污水与生物膜接触，进行固液两相的物质交换，并在膜内进行有机物的生物氧化，使污水得到净化。与微生物悬浮生长的活性污泥法相比，它有以下优点: 由于存在许多硝化细菌，因此具有较高的脱氮能力; 生物膜中存在的微生物具有多样性，包括好氧菌、厌氧菌、真菌和藻类等，使其在去除污染物方面具有广谱性；大量的微生物生长占据了整个反应器的空间，单位体积的生物量远比活性污泥法高，因此单位体积的处理能力也大；膜法中的微生物的食物链比活性污泥法长，产生的污泥大都被生物消耗，因此剩余污泥少；系统维护方便，能耗低，无需污泥回流；该系统的微生态复杂，对水力和有机负荷变化的承受能力强，操作稳定。

一、生物滤池

1893年在英国尝试将污水在粗滤料上喷酒进行净化试验，取得良好的效果，这种工艺得到公认，命名为生物过滤法，处理构筑物则称为生物滤池，开始用于污水处理实践并迅速地在欧洲一些国家得到应用。早期出现的生物滤池处理负荷低，为了解决这个问题，高负荷生物滤池孕育而生。20世纪50年代，原民主德国有人按化学工业中填料塔方式，建造了塔式生物滤池，这种池子通风顺畅，净化功能良好，使占地面积大的问题进一步得到解决。

二、生物转盘

生物转盘是于20世纪60年代由原联邦德国所开创的一种污水生物处理技术。原联邦德国斯图加特工业大学勃别尔(Popel) 教授和哈特曼(Hartman) 教授对生物转盘技术的实用化进行了大量的试验研究和理论探讨工作，并于1964 年发表了题为“生物转盘的设计、计算与性能”的论文，就此奠定了生物转盘技术发展的基础。生物转盘初期用于生活污水处理，后推广到城市污水处理和有机工业废水的处理。处理规模也不断扩大。当前，生物转盘处理技术已被公认为是一种净化效果好、能源消耗低的生物处理技术。

三、生物接触氧化法

生物接触氧化法是20世纪70年代初开创的一种污水处理技术，在一些国家特别是日本、美国得到了迅速的发展和应用，广泛应用于处理生活污水和食品加工等工业废水，还可用于地表微污染原水的生物预处理，生物接触氧化法在我国也得到较为广泛的应用，除生活污水外，还应用于石油化工、农药、印染、纺织、造纸、食品加工等工业废水处理，都取得了良好的处理效果。生物接触氧化法处理技术可以分为两种：一是在池内填充填料，已经充氧的污水浸没全部填料并以一定的流速流经填料，污水与填料上布满的生物膜广泛接触，在生物膜上微生物新陈代谢功能的作用下，污水中的有机物得到去除，因此又称为“淹没式生物滤池”；二是采用与曝气池相同的曝气方法，向微生物提供所需的氧气并起到混合搅拌的作用，这种方式相当于在曝气池内填充微生物栖息的填料，因此又称为“接触曝气法”。

自20世纪80年代以来，污水生物处理新工艺新技术的研究、开发和应用，已在全世界范围内得到了长足的发展且出现了许多新型的污水生物处理技术，并正朝着自动控制的方向发展。