Un reactor de biopelícula utiliza colonias de bacterias en procesos industriales y de laboratorio para producir sustancias como vinagre y ácido acético. También se utiliza para fabricar etanol, ácido láctico, butanol, ácido fumárico y ácido succínico. El biofilm también se usa regularmente para el tratamiento de aguas residuales, y las bacterias pueden absorber o descomponer sustancias tóxicas en el agua. Los diferentes tipos de reactores de biopelícula incluyen reactores de membrana, de lecho fluidizado, de lecho compacto, de transporte aéreo y de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente.
Dentro de un reactor de biopelícula, las células bacterianas crecen dentro de una matriz estructural y se adhieren a una superficie. Las células individuales deben primero adherirse a una superficie, ya sea por carga eléctrica o atracción química, o debido a la concentración de nutrientes cerca de esta superficie. Las células deben estar adheridas irreversiblemente a la superficie para formar una biopelícula, lo que ocurre cuando se producen sustancias poliméricas extracelulares (EPS). Las biopelículas se desarrollan en el reactor a medida que se forman canales de agua dentro de ellas para que los nutrientes puedan llegar a las áreas del subsuelo. A medida que se agotan los nutrientes, las células que se centran en producir EPS descomponen la matriz para alimentarse y escapar.
Los nutrientes, la temperatura y la naturaleza de las células afectan la calidad de un reactor de biopelícula. Los reactores de biopelícula de membrana, en los que la película crece sobre una membrana de transferencia de gas, son un tipo. Las bacterias utilizan un sustrato en fase gaseosa, que puede ser hidrógeno, oxígeno o metano, amoníaco o dióxido de carbono. Los contaminantes, como nitratos, nitritos, cloratos, bromato, arsenante, selenato y cloroformo, pueden reducirse a productos inocuos mediante este proceso.
Los medios se agitan mecánicamente en un reactor de tanque agitado continuo, pero la mezcla no se puede agitar cuando hay una estructura de soporte para la película. Un reactor de lecho empacado se llena primero con materiales de soporte antes de que se introduzcan las bacterias y se alimenta de abajo hacia arriba con nutrientes. Las células bacterianas tienden a crecer rápidamente en este tipo de reactor de biopelícula. Los reactores de lecho superior se alimentan desde arriba, pero no todas las células de la película obtienen los nutrientes. Otros reactores incluyen lecho fluidizado, adecuado para descomponer químicos fenólicos tóxicos, y reactores de transporte aéreo, que mezclan aire del fondo con líquido en dos tubos.
Para el tratamiento del agua, los reactores de manto de lodos anaeróbicos de flujo ascendente procesan aguas residuales y efluentes industriales. También se puede utilizar un reactor de biopelícula para descomponer gases y olores. En general, puede tratar grandes volúmenes de agua o fluido a altas tasas, creando un proceso industrial eficiente.