而在生物膜法中，生物附著在填料的表面，形成膠質相連的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結構，孔較多，表面積很大，具有很強的吸附作用，有利于生物進一步對這些被吸附的有11機物分解和利用。在處理過程中，水的流動和空氣的攪動使生物膜表面和水不斷接觸，廢水中的有11機污染物和溶解氧為生物膜所吸附，生物膜上的生物不斷分解這些有11機物質，在氧化分解有11機物質的同時，生物膜本身也不斷新陳代謝，衰老的生物膜脫落下來被處理出水從生物處理設施中帶出并在沉淀池中與水分離。生物膜法的污泥濃度一般在6-8g/L。

為了提高污泥濃度，進而提高處理效率，可以將活性污泥法與生物膜法結合起來，即在活性污泥池中添加填料，這種既有掛膜的生物又有懸浮生物的生物反應器稱為復合式生物反應器，它具有很高的污泥濃度，一般在14g/L左右。