生物流化床的工作原理主要基於流化狀態下的生物膜和廢水的接觸。具體來說，生物流化床使用較小的惰性顆粒（如砂、活性炭、焦炭等）作為載體，這些載體表面覆蓋有生物膜。當廢水以一定流速從下向上流動時，這些載體顆粒處於流化狀態，即它們在廢水中懸浮運動，但不會完全離開床層。
這種流化狀態顯著增加了生物膜與廢水的接觸面積和供氧量，從而提高了生物處理效率。由於載體顆粒小且密集，它們在床內相互摩擦碰撞，保持生物膜的高活性，強化了傳質過程。此外，流化狀態還能有效防止生物膜堵塞。
生物流化床中通常包含好氧和厭氧微生物群落，它們共同作用分解有機物質。好氧微生物利用溶解氧分解有機物質，產生二氧化碳和水，而厭氧微生物則在無氧條件下產生一些氣體和低分子有機物。生物流化床的運行還需要合理控制關鍵參數，如通氣量、水力停留時間、進水濃度、溶解氧（DO）和溫度等，以確保處理效率和水質穩定。
綜上所述，生物流化床通過在流化狀態下高效地轉移氧氣和有機物，利用生物膜上的微生物群落處理廢水中的污染物。