工業污水處理過程中， 濾料間隙中的空氣不斷地向流動水層轉移，使流動水層保持充足的溶解氧，向下流動的工業廢水中含有豐富的有機物質，因此，流動水層具有使好氧微生物繁殖活動的良好條件。有機物的降解是在生物膜表層的厚度約為2mm的好氧性生物膜內進行的。在好氧性生物膜內棲息著大量的細菌、原生動物和后生動物，形成了有機污染物——細菌——原生動物的食物鏈，通過細菌的代謝活動，有機物被降解，使附著水層得到凈化。流動水層與附著水層相接觸，在傳質作用下，流動水層中的有機污染物傳遞給附著水層，從而使流動水層在流下的過程中逐步得到凈化。好氧微生物的代謝產物H2O和CO2通過附著水層傳遞給流動水層，隨流動水層排出濾池。
生物膜成熟后，微生物仍不斷增強，厚度不斷增加，在超過好氧層的厚度后，其深部即轉變為厭氧狀態，形成厭氧膜，厭氧代謝產物H2S、MH3等通過好氧膜排出膜外。當厭氧膜還不厚時，好氧膜仍然能夠保持凈化功能，但當厭氧膜過厚，代謝物過多時，兩種膜間失去平衡，好氧膜上的生態系統被破壞，生物膜呈老化狀態從而脫落，再行開始增長新的生物膜。在生物膜成熟后的初期，微生物代謝旺盛，凈化功能，在膜內出現厭氧狀態時，凈化功能下降，而當生物膜脫落時，降解效果zui差。
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