通过载体生物膜处理污水，目前最普遍使用的是砂滤池。砂滤池在生产中存在的主要问题是滤料比重大导致反冲洗耗能高、水头损失大、运行成本比较高、维护困难以及持续过滤能力有限。而轻质滤料在一定程度上可以避免该过滤工艺的部分缺点。与传统的重质滤料相比，有许多优势。如： ①轻质滤料制备简单、来源广泛、成本较低； ②当含有微絮凝体的待滤水通过滤层时，轻质滤料能够与空隙中先前截留的微絮凝体产生接触絮凝作用，具有固液分离和絮凝的双重功能； ③滤料本身质量小，反冲洗模式下所需要的机械能也降低， 滤料本身比表面积大，所附着的生物膜也比较多，在水力负荷作用下相互挤压的概率增大， 有利于旧的生物膜的脱落。不但节能，而且提高了生物处理效率。
一、轻质水处理滤料在反硝化滤池中的应用
反硝化生物滤池(DNBF)净化污水的本质是利用填料上所附着生物膜发生氧化分解作用、滤料和生物膜相互吸附截留， 再加上生物膜内部的缺氧反硝化作用来达到脱氮目的。因为其占地面积小、脱氮性能好等特点，正逐渐成为污水再生与利用领域研究和应用的热点。反硝化滤池运行的整个过程是在无氧状态下进行的，在滤池中滤料表面形成一层反硝化生物膜，反硝化细菌在无氧的条件下，以及外加碳源(可选用甲醇、乙酸或乙酸钠)提供电子的情况下将二级出水中的硝酸盐氧化还原成一氧化氮、一氧化二氮或者直接氧化还原成无害无味的氮气。
反硝化滤池的核心是滤料上吸附着的生物膜，而对处理效果起着决定性的作用是微生物活性高低。郑俊等构建了分别采用石英砂和轻质陶粒作为滤料的下向流反硝化滤池，对江苏宜兴污水处理厂的二级出水进行了小规模的对比试验处理。结果表明，试验过程中，轻质陶粒滤池处理效果稍微好于石英砂滤池，后期各项指标的去除效果大致相当，对TN的去除都能达到90%以上。但由于石英砂滤料的颗粒比轻质陶粒滤料小，滤料排布紧密，使得滤料层的空隙率很小，极易堵塞，阻力增加较快，运行周期较短。另外轻质陶粒滤料的气洗周期仅为石英砂滤料的一半。
二、轻质滤料在曝气生物滤池中的应用
曝气生物滤池的性能很大程度上取决于滤料的性能，如比表面积、密度、粒径、强度、孔隙率以及表面的电荷、亲水性、粗糙度等。因此滤料的性能不仅决定了生物膜能长成的比表面积大小和其表面能附着的生物膜量的多少，而且反应器中水的动力状态也受到其性能的影响。正常情况下，微生物表面电荷为负电荷， 假如滤料表面带正电荷并且粗糙多孔，其表面就更易吸附和固定微生物。滤料在曝气生物滤池运行中作用还有：切割水流，增加了气、水停留时间和气、水接触表面积。使得传质速率得到提高，曝气量降低，从而节约了能源。目前，轻质滤料在曝气生物滤池应用工艺形式有BIOFOR(填料是轻质陶粒)、BIOSTYR(填料是密度比水小的聚苯乙烯球形颗粒)。根据密度的不同，曝气生物滤池中的滤料，可分为上浮式填料(轻质滤料)和沉没式填料(重质滤料) 。Kent等分别将泡沫柱状粘土、棱状煅烧粘土、新棱状页岩、膨胀耐火粘土、老棱状页岩和膨胀球形粘土作为曝气生物滤池的滤料并进行了系统的分析，研究认为：从最小流化速度、磨损率和比表面积等物理参数上考虑，轻质膨胀球形粘土最适合用作曝气生物滤池填料。刘俊峰等研究结果显示:悬浮填料曝气生物滤池对色度、总氮、氨氮的去除效果及沿程变化趋势已经能达到活性炭曝气生物滤池的处理水平， 但相比于昂贵的活性炭价格，悬浮填料的优势巨大。
