En biofilmreaktor använder kolonier av bakterier i laboratorie- och industriprocesser för att producera ämnen som vinäger och ättiksyra. Det används också för att göra etanol, mjölksyra, butanol, fumarsyra och bärnstenssyra. Biofilm används också regelbundet för rening av avloppsvatten och bakterierna kan antingen ta upp eller bryta ner giftiga ämnen i vattnet. De olika typerna av biofilmreaktorer inkluderar reaktorer med membran, fluidiserad bädd, packad bädd, luftlift och uppströms anaeroba slamfiltreaktorer.
Inuti en biofilmreaktor växer bakterieceller i en strukturell matris och fäster vid en yta. Enskilda celler måste först fästa till en yta, antingen genom elektrisk laddning eller kemisk attraktion, eller på grund av koncentrationen av näringsämnen nära denna yta. Celler måste vara irreversibelt fästa på ytan för att bilda en biofilm, vilket händer när extracellulära polymera ämnen (EPS) produceras. Biofilmer utvecklas i reaktorn när vattenkanaler bildas i dem så att näringsämnen kan nå underjordiska områden. När näringsämnen utarmas bryter celler som fokuserar på att producera EPS sedan ner matrisen för mat och för att fly.
Näringsämnen, temperatur och cellernas natur påverkar kvaliteten på en biofilmreaktor. Membranbiofilmreaktorer, i vilka filmen växer på ett gasöverföringsmembran, är en typ. Ett gasfassubstrat, som kan vara antingen väte, syre eller metan, ammoniak eller koldioxid, används av bakterierna. Föroreningar, såsom nitrater, nitriter, klorater, bromat, arsenante, selenat och kloroform, kan reduceras till ofarliga produkter genom denna process.
Medier omrörs mekaniskt i en kontinuerligt omrörd tankreaktor, men blandningen kan inte omröras när det finns en stödjande struktur för filmen. En reaktor med packad bädd fylls först med stödmaterial innan bakterierna introduceras och matas nerifrån och upp med näringsämnen. Bakterieceller tenderar att växa snabbt i denna typ av biofilmreaktorer. Toppbäddsreaktorer matas från toppen, men inte varje cell i filmen får näringsämnena. Andra reaktorer inkluderar fluidiserad bädd, lämplig för att bryta ner giftiga fenolkemikalier, och airlift-reaktorer, som blandar luft från botten med vätska i två rör.
För vattenrening behandlar reaktorer med uppströms anaeroba slamfiltar avloppsvatten och industriavlopp. En biofilmreaktor kan också användas för att bryta ner såväl gaser som lukter. Sammantaget kan den behandla stora volymer vatten eller vätska i höga hastigheter, vilket skapar en effektiv industriell process.