本发明涉及一种棉纤维膜，它由两层或两层以上的棉纤维层依次叠加压制而成，相邻的两层棉纤维层之间通过连接棉纤维连接，棉纤维层包括相互成交错分布的第一方向棉纤维和第二方向棉纤维，棉纤维膜中位于顶层和底层的棉纤维层的密度为棉纤维膜中位于中间层的棉纤维层密度的1.5‑2.5倍，棉纤维膜中位于顶层和底层的棉纤维层的孔径为棉纤维膜中位于中间层的棉纤维层孔径的二分之一至三分之一。本棉纤维膜相较于其他棉纤维具有吸附的能力，且可作为微生物附着担体。本发明还涉及上述棉纤维膜作为微生物附着担体的应用。本发明还涉及一种发光微生物培养膜，以解决现有技术中的治理时间长，成本高且效果不明显的技术问题。