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饮用水生物预处理七十年代始于日本。其工作原理是利用附着在滤料表面上的生物膜（由微生物群体组合的粘状物），使水中有机物被吸附，分解氧化，有些还作为生物膜上原生动物的食料。由于生物膜上的生物量很大，即使原水中有机物浓度很低，也能受到有效处理。而且低浓度可生物降解有机物，有利于贫营养菌的生长，这种菌能降解低浓度有机物。另外，由于不断地充气，水在填料中多次往复循环，生物膜不断更新保证其活性，提高了对有机物的去除效果。