Zasada działaniaMBBR (reaktor biofilmu z ruchomym złożem)bio{0}}carriers opiera się na integracji technologii biofilmu i fluidyzacji.
Jego podstawowy mechanizm polega na zastosowaniu nośników zawieszonych w celu uzyskania skutecznego oczyszczania ścieków. Proces polega na dodaniu do reaktora zawieszonych nośników o gęstości zbliżonej do wody. Pod wpływem napowietrzania lub przepływu wody nośniki te ulegają fluidyzacji, tworząc środowisko trójfazowe (gaz-ciecz-stałe stałe) sprzyjające rozwojowi drobnoustrojów. Powierzchnia nośników jest specjalnie poddawana obróbce, aby uzyskać szorstką, porowatą strukturę i hydrofilowość, zapewniając idealne środowisko do przyczepiania się drobnoustrojów. Mikroorganizmy tworzą biofilmy na powierzchni nośnika i rozkładają materię organiczną w ściekach w drodze procesów metabolicznych.
Nośniki MBBR charakteryzują się warstwową strukturą wewnętrzną i zewnętrzną:
Wnętrze nośników, ze względu na ograniczoną penetrację tlenu, tworzy środowisko beztlenowe lub fakultatywnie beztlenowe, odpowiednie do rozwoju bakterii beztlenowych, takich jak bakterie denitryfikacyjne. Zewnętrzna strona, bezpośrednio wystawiona na działanie tlenu i ścieków, zapewnia warunki dla bakterii tlenowych. Dzięki takiemu rozwarstwieniu każdy nośnik może działać jak miniaturowy reaktor, jednocześnie ułatwiając nitryfikację (w której bakterie tlenowe przekształcają azot amonowy w azotan) i denitryfikację (w której bakterie beztlenowe redukują azotany do azotu gazowego), znacznie zwiększając skuteczność usuwania azotu. W przeciwieństwie do tradycyjnych nośników stałych, nośniki MBBR utrzymują częsty kontakt ze ściekami poprzez fluidyzację, tworząc „ruchomy biofilm”. Pozwala to nie tylko uniknąć problemów z zatykaniem związanych ze stałymi nośnikami, ale także wykorzystuje synergiczne działanie zawieszonego osadu czynnego i dołączonych biofilmów, w pełni wykorzystując przestrzeń reaktora i poprawiając skuteczność oczyszczania.
Proces łączy zalety technologii osadu czynnego i biofilmu:
wysokie stężenie osadu zwiększa odporność na obciążenia udarowe, podczas gdy stan upłynniony sprzyja odnowie mikroorganizmów, zapobiegając utracie wydajności w wyniku starzenia się i oddzielania biofilmu. Dodatkowo, duża powierzchnia właściwa i zdolność wiązania drobnoustrojów przez nośniki umożliwiają przyjęcie większej liczby mikroorganizmów na jednostkę objętości, znacznie poprawiając skuteczność usuwania materii organicznej i azotu amonowego.
