Ένας αντιδραστήρας βιοφίλμ χρησιμοποιεί αποικίες βακτηρίων σε εργαστηριακές και βιομηχανικές διεργασίες για την παραγωγή ουσιών όπως το ξύδι και το οξικό οξύ. Χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή αιθανόλης, γαλακτικού οξέος, βουτανόλης, φουμαρικού οξέος και ηλεκτρικού οξέος. Το Biofilm χρησιμοποιείται επίσης τακτικά για την επεξεργασία των λυμάτων και τα βακτήρια μπορούν είτε να απορροφήσουν είτε να διασπάσουν τοξικές ουσίες στο νερό. Τα διαφορετικά είδη αντιδραστήρων βιοφίλμ περιλαμβάνουν αντιδραστήρες μεμβράνης, ρευστοποιημένης κλίνης, συσκευασμένης κλίνης, αερομεταφοράς και αναερόβιας λάσπης αναρροής.
Μέσα σε έναν αντιδραστήρα βιοφίλμ, τα βακτηριακά κύτταρα αναπτύσσονται μέσα σε μια δομική μήτρα και προσκολλώνται σε μια επιφάνεια. Τα μεμονωμένα κύτταρα πρέπει πρώτα να προσκολληθούν σε μια επιφάνεια, είτε με ηλεκτρικό φορτίο είτε με χημική έλξη, είτε λόγω της συγκέντρωσης θρεπτικών ουσιών κοντά σε αυτήν την επιφάνεια. Τα κύτταρα πρέπει να συνδέονται μη αναστρέψιμα στην επιφάνεια για να σχηματίσουν ένα βιοφίλμ, κάτι που συμβαίνει όταν παράγονται εξωκυτταρικές πολυμερείς ουσίες (EPS). Τα βιοφίλμ αναπτύσσονται στον αντιδραστήρα καθώς σχηματίζονται κανάλια νερού μέσα σε αυτά, ώστε τα θρεπτικά συστατικά να μπορούν να φτάσουν στις υπόγειες περιοχές. Καθώς τα θρεπτικά συστατικά εξαντλούνται, τα κύτταρα που εστιάζουν στην παραγωγή EPS στη συνέχεια διασπούν τη μήτρα για τροφή και διαφυγή.
Τα θρεπτικά συστατικά, η θερμοκρασία και η φύση των κυττάρων επηρεάζουν την ποιότητα ενός αντιδραστήρα βιοφίλμ. Οι αντιδραστήρες βιοφίλμ μεμβράνης, στους οποίους η μεμβράνη αναπτύσσεται σε μια μεμβράνη μεταφοράς αερίου, είναι ένας τύπος. Ένα υπόστρωμα αέριας φάσης, το οποίο μπορεί να είναι είτε υδρογόνο, οξυγόνο ή μεθάνιο, αμμωνία ή διοξείδιο του άνθρακα, χρησιμοποιείται από τα βακτήρια. Οι προσμείξεις, όπως τα νιτρικά, τα νιτρώδη, τα χλωρικά, τα βρωμικά, το αρσενικό, το σεληνικό και το χλωροφόρμιο, μπορούν να αναχθούν σε αβλαβή προϊόντα μέσω αυτής της διαδικασίας.
Τα μέσα αναδεύονται μηχανικά σε αντιδραστήρα δεξαμενής συνεχούς ανάδευσης, αλλά το μίγμα δεν μπορεί να αναδευτεί όταν υπάρχει μια δομή στήριξης για το φιλμ. Ένας αντιδραστήρας γεμάτη κλίνη γεμίζεται πρώτα με υλικά υποστήριξης πριν εισαχθούν τα βακτήρια και τροφοδοτείται από κάτω προς τα πάνω με θρεπτικά συστατικά. Τα βακτηριακά κύτταρα τείνουν να αναπτύσσονται γρήγορα σε αυτόν τον τύπο αντιδραστήρα βιοφίλμ. Οι αντιδραστήρες κορυφαίας κλίνης τροφοδοτούνται από την κορυφή, αλλά δεν λαμβάνει κάθε κύτταρο του φιλμ τα θρεπτικά συστατικά. Άλλοι αντιδραστήρες περιλαμβάνουν ρευστοποιημένη κλίνη, κατάλληλη για διάσπαση τοξικών φαινολικών χημικών ουσιών και αντιδραστήρες αερομεταφοράς, οι οποίοι αναμιγνύουν αέρα από τον πυθμένα με υγρό σε δύο σωλήνες.
Για την επεξεργασία του νερού, οι αντιδραστήρες κουβέρτας αναερόβιας ιλύος αναρροής επεξεργάζονται λύματα και βιομηχανικά λύματα. Ένας αντιδραστήρας βιοφίλμ μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διάσπαση αερίων καθώς και οσμών. Συνολικά, μπορεί να επεξεργαστεί μεγάλους όγκους νερού ή υγρών σε υψηλούς ρυθμούς, δημιουργώντας μια αποτελεσματική βιομηχανική διαδικασία.