聚氨酯生物填料是微生物附着生长的载体，是膜反应器水处理技术的核心。聚氨酯生物填料的作用在于，首先其表面能够为微生物提供生长繁殖所需要的空间，其次聚氨酯生物填料所具有的较大比表面积可以充分富集微生物，使反应器的微生物量提高。此外，聚氨酯生物填料的特殊结构可以对水气进行再分布，改善水处理的效果。
亲水性聚氨酯生物填料与一般的海绵载体不同，该填料是经过氧气、氢气双重爆破而成，气孔均匀相互贯通，达到整块生物海绵填料多方位培菌载体。亲水性聚氨酯生物载体是一种由改性聚氨酯复合材料合成的新型亲水性生物载体，由于该生物载体的多孔网状结构，提高了生物培养载体的比表面积。突破点是在曝气池内单个生物载体的外表面实现亚硝化反应，在内部实现亚硝酸盐的反硝化，其中不仅有简单的物理吸附，还有正、负电荷的引力。
亲水性聚氨酯生物载体具有孔隙率高，耐磨性好、亲水性好、微生物附着率高等优点。作为微生物的载体，影响着微生物的生长、繁殖、脱落和形态；其次载体起到吸附并且截留污水中悬浮物的作用；再次载体起到切割、阻挡气泡的作用，可以增加气泡在水体中的停留时间和气、液接触表面积，提高传质效率。
