除臭過程主要分為以下幾個階段：

一個階段：氣—液擴散階段，臭氣中的污染物通過填料氣—液界面由氣相轉(zhuǎn)移到液相；

第二個階段：液—固擴散階段，惡臭物質(zhì)向微生物膜表面擴散—廢氣中的異味分子由液相擴散到生物填料的生物膜（固相），污染物質(zhì)被微生物吸附、吸收；

第三個階段：生物氧化階段，微生物將惡臭物質(zhì)氧化分解—生物填料表面形成的生物膜中的微生物把異味分子氧化，同時生物膜會引起氮或磷等營養(yǎng)物質(zhì)及氧氣的擴散和吸收。

通過上述三個階段，利用微生物的代謝活動降解惡臭物質(zhì)，將惡臭物質(zhì)氧化為終產(chǎn)物—含硫的惡臭物質(zhì)被分解成S、SO₃^2-和SO₄^2-；含氮的惡臭物質(zhì)被分解成NH₄⁺、NO₃^-和NO₂^-；未含硫或氮的惡臭物質(zhì)被分解成CO₂和H₂O，從而達到異味凈化的目的。主要反應方程式如下：

惡臭物質(zhì)的氧化過程需要各種微生物共同參與，同一惡臭物質(zhì)不同的氧化階段需要不同的微生物。例如含硫物質(zhì)的氧化：當惡臭氣體為H₂S時，專性的自養(yǎng)型硫化氧化菌會在一定條件下將H₂S氧化為硫酸根；當惡臭氣體為有機硫如甲硫醇時，則首先需要導氧型微生物將有機硫轉(zhuǎn)化為H₂S，然后H₂S再由自養(yǎng)型微生物轉(zhuǎn)化為硫酸根。又如當惡臭氣體為氨時，氨先溶于水，然后在有氧條件下經(jīng)氨氧化細菌、亞硝化細菌和硝化細菌的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，在兼性厭氧條件下，硝酸鹽還原細菌將硝酸鹽還原為氮氣。