亲水性聚氨酯生物载体中大孔与微孔相结合，大孔保持良好的气、液、固的接触条件，微孔用于固定化微生物，微孔中带有氨基、羧基、环氧基等亲水性活性基团，可与微生物肽链中的某些活性基团形成离子键结合或共价键结合而将微生物及生物酶牢牢地固定在载体上。从而使成活后的微生物不容易在水、气的剪切作用下流失。
生物膜不仅能大量地在微生物载体内坐床，保持良好的活性和空隙可变性，而且在运行过程中气体在三维流动的污水带动下，互相碰撞并被处于蠕动状态的微生物载体不断切割成更小的气泡，增加了氧的利用率，可减小曝气量。
亲水聚氨酯海绵的主要优点： 1、孔隙率丰富，比表面积大，利于微生物菌群在其表面繁殖生长，且占地面积小。
2、物理吸附和正、负电荷吸引相结合，亲水性好、生物活性高，使其挂膜速度快，是种优效的生物填料；
3、填料孔孔相通，孔隙大，死区少，不易造成堵塞。
4、填料因其本身的硬度，具有切割气泡、阻挡气泡形成的作用，加大气、液的接触面积，提高氧的利用率。
5、遇水下沉膨胀，投加方便、耐磨性好，损耗率低，使用寿命长久，性价比高。
