Процес вилучення і окислення органічних забруднень стічних вод в біологічних фільтрах принципово не відрізняється від аналогічних процесів, що протікають при очищенні стічних вод в інших спорудах біологічної очистки, однак хід процесу в біологічних фільтрах багато в чому залежить від конструктивних особливостей цих споруд. Зокрема, конструкцією біологічного фільтра https://biotal.ua/ обумовлена специфіка гідродинамічних умов в ньому, а отже, характер і швидкість підведення органічних речовин і кисню повітря до клітин мікроорганізмів біологічної плівки, відведення від них продуктів біохімічних реакцій, що в свою чергу впливає на швидкість процесу очищення стічних вод і ефективність роботи споруд.
Очищення здійснюється при контакті протікаючої стічної води через завантаження з нерухомо закріпленою на його поверхні біологічної плівкою.
Перенесення забруднень визначається законами молекулярної і турбулентної дифузії речовини. При молекулярної дифузії массообмен відбувається як за рахунок різниці концентрацій речовин на межі поділу фаз рідина - повітря (максимальна концентрація забруднень) і рідина - біоплівка (мінімальна концентрація). Турбулентна дифузія відбувається внаслідок перемішування рідини при її протоці через завантаження біологічного фільтра. При цьому швидкість турбулентної дифузії може набагато перевищувати швидкість молекулярної дифузії.
Кисень повітря, необхідний для протікання біологічного процесу, надходить до біоплівки з порового простору завантаження біологічного фільтра. Перенесення і фіксування (сорбція) органічних речовин на поверхні клітини або в навколо-просторі супроводжуються гідролізом складних з'єднань під дією різних ферментів, а також в результаті дифузії речовин через проникну мембрану клітини.
В ході внутрішньоклітинних процесів відбувається окислення органічних речовин (енергетичний обмін) і синтез нового матеріалу клітини (конструктивний обмін). Процес окислення супроводжується виділенням енергії, процес синтезу йде з її споживанням.
Продукти розпаду органічних забруднень виносяться з біогшенкі в шар рідини і відводяться з потоком рідини (розчинені речовини) і з потоком повітря (газоподібні). Одночасно потоком рідини вимивається надлишкова (приростає) біоплівка, яка виноситься з біологічного фільтра разом з очищеною водою. Для відділення надлишкової біоплівки очищені стічні води після біологічних фільтрів відстоюють у вторинних відстійниках.
Приріст біомаси в цей момент часу максимальний. При подальшому збільшенні тривалості процесу очищення стічних вод в біологічному фільтрі концентрація органічних забруднень продовжує знижуватися, але ця величина значно менша, ніж на початку процесу. Зважаючи на низьку залишкової концентрації забруднень в рідині, відсутності достатнього харчування для життєдіяльності мікроорганізмів біоплівки на цих ділянках починається процес відмирання (самоокисления) біомаси. Частина біоплівки змивається з за1рузкі біологічного фільтра і надходить в рідину, що очищається. Внаслідок розпаду біомаси її загальна кількість зменшується, також зменшується кількість біоплівки, закріпленої на завантаженні, зольність біомаси підвищується.
