生物接觸氧化工藝是一種于20世紀70年代初開創的污水處理技術，其技術實質是在生物反應池內充填填料，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。
去除有機物
在本工藝中的中空纖維實際上是生物膜的載體，微生物種群在本工藝中的分布與常規的生物膜法和活性污泥法不同，所以在降解污染物的能力方面有其獨特之處。
首先分析生物膜的特點。常規的生物膜法有機物和溶解氧由生物膜同一側進入膜內部，所以在生物膜的表面好氧微生物生長條件較內部深處要好得多。在表面旺盛生長的微生物消耗了大部分溶解氧，使生物膜內部處于供氧不足甚至無氧狀態，于是從生物膜表面至底部出現了供氧充足、缺氧和無氧區域，各區域內分別對應生長的是好氧、兼性和厭氧微生物。這就帶來了以下問題：首先，如果污水中有機物濃度過大則表面旺盛生長的微生物將使生物膜生長過厚，從而堵塞載體或濾料間的空隙；其次，因為厭氧細菌產生的代謝物質的作用，導致生物膜脫落；另外，為了保證給微生物足夠的溶解氧，一般采用污水流速較快或曝氣的方法，這也易使生物膜脫落水中，所以要在其后設一個沉淀池將其分離。
在本工藝中污水的有機物和氧氣分別從生物膜的兩側進入，即二者的濃度梯度方向是相反的。這對分解水中的有機物很有好處，如在生物膜的最外層有機物濃度最大但溶解氧濃度最小，而在生物膜的底部則恰好相反，這樣好氧微生物的兩個生長控制因子得以相互協調和抑制，其結果是使生物膜協調地生長于一個相對固定的厚度范圍，不會因有機物的濃度大而過度生長形成堵塞。在試驗中觀察到的生物膜沿水流方向的生長狀態也證明了這一點，從污水進水端至出水端，有機物濃度相差逾十倍，生物膜的厚度卻基本一樣，僅僅是生物膜的密實程度進水端較出水端密實一些，顏色也略深一些。同樣因為本工藝充純氧，生物膜上不存在厭氧層，全部生物膜都是活性生物膜。在生物膜的最外層有一個微溶解氧層，在該層有機物的濃度最大。這一情況極適于衣球細菌生長，這種細菌對有機物有著極強的分解能力。

SS的去除
從工藝流程中可看出反應器內水流是由下向上流動的，可將其視為一個豎流式沉淀池與一個接觸氧化池的組合體。由于試驗的接觸時間是3～4h，上升流速僅為0.018～0.024mm/s，只相當于一般豎流式沉淀池所采用上升流速的1/10～1/5，所以污水中所挾帶的懸浮物除膠體外幾乎全部可以通過沉淀作用而去除。試驗中觀察到反應器靠近進水口處的混濁程度明顯大于其上部，這一現象佐證了上述分析。另外生物膜吸附也去掉了一部分SS。

去除氨氮
由試驗結果可知，隨著試驗時間的推移，處理水中的亞硝酸鹽濃度在增加，到45d時，氨氮的去除率已達到60%，但亞硝酸鹽氮濃度增加量與氨氮的下降量并不一致。按照硝化過程：
氨氮的減少數量與亞硝酸鹽氮的增加數量應當是對應的，但在本試驗中并非如此。合理的解釋應當是同時還進行著另外兩個過程：
由于出水的pH值并未顯著降低，猜測以過程(3)為主，但因條件限制，本次試驗未能就此加以驗證。
去除氨氮效果較好的原因與本工藝中微生物所處的特別環境及其特殊的微生物種群分布有關：在生物膜的最內層即與中空纖維相接部分是溶解氧濃度最大的
工藝設備
部分，而污水中的有機物濃度經過外層微生物的降解后抵達此部位時已經大大降低，在該部位污水中的C/N比值也大大下降，這非常有利于硝化微生物生長。所以筆者認為與其他工藝不同，在本工藝中硝化作用不僅僅是發生在反應器的末端，待污水中總有機物濃度降低到一定程度后才開始，而是在原污水接觸到生物膜一段時間，當有機物濃度略有下降后就已經在其后的生物膜內層開始了。如果原污水的有機物濃度較低，則可以認為幾乎全部生物膜內層都有一個生長良好的硝化細菌膜存在。所以得出結論：降解有機物和去除氨氮在本工藝中是同步或部分同步進行的。
本工藝脫除氨氮效果較好的另一個原因就是采用了純氧，這可使硝化微生物的活性提高數倍。