Het werkingsprincipe vanMBBR (biofilmreactor met bewegend bed)bio{0}}carriers is gebaseerd op de integratie van biofilmtechnologie en fluïdisatie.
Het kernmechanisme ervan omvat het gebruik van hangende dragers om een efficiënte afvalwaterzuivering te bereiken. Het proces omvat het toevoegen van gesuspendeerde dragers met een dichtheid die dicht bij die van water ligt in de reactor. Onder beluchting of waterstroming worden deze dragers gefluïdiseerd, waardoor een driefasige (gas-vloeistof-vaste) omgeving ontstaat die bevorderlijk is voor microbiële groei. Het oppervlak van de dragers is speciaal behandeld om een ruwe, poreuze structuur en hydrofiliciteit te bezitten, waardoor een ideale habitat voor microbiële hechting ontstaat. Micro-organismen vormen biofilms op het drageroppervlak en breken organisch materiaal in het afvalwater af via metabolische processen.
MBBR-carriers hebben een gestratificeerde interne en externe structuur:
Het inwendige van de dragers vormt, vanwege de beperkte zuurstofpenetratie, een anaerobe of facultatieve anaerobe omgeving die geschikt is voor de groei van anaerobe bacteriën zoals denitrificerende bacteriën. De buitenkant, direct blootgesteld aan zuurstof en afvalwater, biedt omstandigheden voor aerobe bacteriën. Door deze gelaagdheid kan elke drager functioneren als een miniatuurreactor, waardoor tegelijkertijd nitrificatie (waarbij aerobe bacteriën ammoniak-stikstof in nitraat omzetten) en denitrificatie (waar anaerobe bacteriën nitraat in stikstofgas omzetten) worden vergemakkelijkt, waardoor de efficiëntie van de stikstofverwijdering aanzienlijk wordt verbeterd. In tegenstelling tot traditionele vaste dragers onderhouden MBBR-dragers veelvuldig contact met afvalwater door middel van fluïdisatie, waardoor een 'mobiele biofilm' ontstaat. Dit vermijdt niet alleen de verstoppingsproblemen die gepaard gaan met vaste dragers, maar maakt ook gebruik van de synergetische effecten van gesuspendeerd actief slib en aangehechte biofilms, waardoor de reactorruimte volledig wordt benut en de behandelingsefficiëntie wordt verbeterd.
Het proces combineert de voordelen van zowel actiefslib- als biofilmtechnologieën:
een hoge slibconcentratie verbetert de weerstand tegen schokbelastingen, terwijl de gefluïdiseerde toestand de microbiële vernieuwing bevordert, waardoor efficiëntieverlies als gevolg van veroudering en onthechting van de biofilm wordt voorkomen. Bovendien zorgen het hoge specifieke oppervlak en de microbiële hechtingscapaciteit van de dragers ervoor dat ze meer micro-organismen per volume-eenheid kunnen huisvesten, waardoor de verwijderingsefficiëntie van organisch materiaal en ammoniakstikstof aanzienlijk wordt verbeterd.
