Nguyên lý làm việc củaMBBR (Lò phản ứng màng sinh học di chuyển)các chất mang-sinh học dựa trên sự tích hợp của công nghệ màng sinh học và quá trình hóa lỏng.
Cơ chế cốt lõi của nó liên quan đến việc sử dụng chất mang lơ lửng để đạt được hiệu quả xử lý nước thải. Quá trình này bao gồm việc thêm chất mang lơ lửng có mật độ gần bằng nước vào lò phản ứng. Trong điều kiện sục khí hoặc dòng nước, các chất mang này trở nên sôi, tạo ra môi trường ba pha (khí-lỏng-rắn) có lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Bề mặt của chất mang được xử lý đặc biệt để có cấu trúc nhám, xốp và có tính ưa nước, cung cấp môi trường sống lý tưởng cho vi sinh vật bám vào. Các vi sinh vật hình thành màng sinh học trên bề mặt chất mang và phân hủy chất hữu cơ trong nước thải thông qua các quá trình trao đổi chất.
Các sóng mang MBBR có cấu trúc bên trong và bên ngoài phân tầng:
Phần bên trong của vật mang, do khả năng xâm nhập của oxy bị hạn chế, tạo thành môi trường kỵ khí hoặc kỵ khí tùy ý thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn kỵ khí như vi khuẩn khử nitrat. Bên ngoài tiếp xúc trực tiếp với oxy và nước thải, tạo điều kiện cho vi khuẩn hiếu khí phát triển. Sự phân tầng này cho phép mỗi chất mang hoạt động như một lò phản ứng thu nhỏ, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nitrat hóa (trong đó vi khuẩn hiếu khí chuyển đổi nitơ amoniac thành nitrat) và khử nitrat (trong đó vi khuẩn kỵ khí khử nitrat thành khí nitơ), tăng cường đáng kể hiệu quả loại bỏ nitơ. Không giống như các chất mang cố định truyền thống, chất mang MBBR duy trì sự tiếp xúc thường xuyên với nước thải thông qua quá trình hóa lỏng, tạo thành một "màng sinh học di động". Điều này không chỉ tránh được các vấn đề tắc nghẽn liên quan đến chất mang cố định mà còn tận dụng tác dụng tổng hợp của bùn hoạt tính lơ lửng và màng sinh học kèm theo, tận dụng tối đa không gian lò phản ứng và nâng cao hiệu quả xử lý.
Quá trình này kết hợp những ưu điểm của cả công nghệ bùn hoạt tính và màng sinh học:
nồng độ bùn cao giúp tăng cường khả năng chống chịu tải va đập, trong khi trạng thái hóa lỏng thúc đẩy quá trình tái tạo vi sinh vật, ngăn ngừa mất hiệu quả do lão hóa và bong tróc màng sinh học. Ngoài ra, diện tích bề mặt riêng cao và khả năng bám vi sinh vật của chất mang cho phép chúng chứa nhiều vi sinh vật hơn trên một đơn vị thể tích, cải thiện đáng kể hiệu quả loại bỏ chất hữu cơ và nitơ amoniac.
