Reaktor biofilm memanfaatkan koloni bakteri di laboratorium dan proses industri untuk menghasilkan zat seperti cuka dan asam asetat. Ini juga digunakan untuk membuat etanol, asam laktat, butanol, asam fumarat, dan asam suksinat. Biofilm juga digunakan secara teratur untuk pengolahan air limbah, dan bakteri dapat menyerap atau memecah zat beracun di dalam air. Berbagai jenis reaktor biofilm termasuk membran, unggun terfluidisasi, unggun terkemas, pengangkutan udara, dan reaktor selimut lumpur anaerobik aliran ke atas.
Di dalam reaktor biofilm, sel bakteri tumbuh di dalam matriks struktural dan menempel pada permukaan. Sel individu pertama-tama harus menempel pada permukaan, baik dengan muatan listrik atau daya tarik kimia, atau karena konsentrasi nutrisi di dekat permukaan ini. Sel harus melekat secara ireversibel ke permukaan untuk membentuk biofilm, yang terjadi ketika zat polimer ekstraseluler (EPS) diproduksi. Biofilm berkembang di dalam reaktor saat saluran air terbentuk di dalamnya sehingga nutrisi dapat mencapai area bawah permukaan. Saat nutrisi habis, sel-sel yang fokus pada produksi EPS kemudian memecah matriks untuk makanan dan melarikan diri.
Nutrisi, suhu, dan sifat sel mempengaruhi kualitas reaktor biofilm. Reaktor biofilm membran, di mana film tumbuh pada membran transfer gas, adalah salah satu jenisnya. Substrat fase gas, yang dapat berupa hidrogen, oksigen, atau metana, amonia, atau karbon dioksida, digunakan oleh bakteri. Kontaminan, seperti nitrat, nitrit, klorat, bromat, arsenante, selenate, dan kloroform, dapat direduksi menjadi produk yang tidak berbahaya melalui proses ini.
Media diaduk secara mekanis dalam reaktor tangki berpengaduk kontinu, tetapi campuran tidak dapat diaduk bila ada struktur pendukung untuk film. Reaktor unggun yang dikemas pertama kali diisi dengan bahan pendukung sebelum bakteri dimasukkan dan diumpankan dari bawah ke atas dengan nutrisi. Sel bakteri cenderung tumbuh cepat dalam reaktor biofilm jenis ini. Reaktor unggun atas diberi makan dari atas, tetapi tidak setiap sel dalam film mendapat nutrisi. Reaktor lainnya termasuk fluidized bed, cocok untuk memecah bahan kimia fenolik beracun, dan reaktor airlift, yang mencampur udara dari bawah dengan cairan dalam dua tabung.
Untuk pengolahan air, reaktor selimut lumpur anaerobik hulu memproses air limbah dan limbah industri. Reaktor biofilm juga dapat digunakan untuk memecah gas serta bau. Secara keseluruhan, dapat mengolah air atau cairan dalam jumlah besar dengan kecepatan tinggi, menciptakan proses industri yang efisien.