El principi de funcionament deMBBR (Reactor de biofilm de llit mòbil)bio-portadors es basa en la integració de la tecnologia de biofilm i la fluidització.
El seu mecanisme bàsic consisteix en l'ús de portadors suspesos per aconseguir un tractament eficient d'aigües residuals. El procés consisteix a afegir al reactor portadors en suspensió amb una densitat propera a la de l'aigua. Sota l'aireació o el flux d'aigua, aquests portadors es fluidifiquen, creant un entorn trifàsic (gas-líquid-sòlid) propici al creixement microbià. La superfície dels portadors està especialment tractada per tenir una estructura rugosa i porosa i hidrofílicitat, proporcionant un hàbitat ideal per a la fixació microbiana. Els microorganismes formen biofilms a la superfície del portador i degraden la matèria orgànica a les aigües residuals mitjançant processos metabòlics.
Els portadors MBBR presenten una estructura interna i externa estratificada:
L'interior dels portadors, a causa de la limitada penetració d'oxigen, forma un ambient anaeròbic o anaeròbic facultatiu adequat per al creixement de bacteris anaeròbics com els bacteris desnitrificants. L'exterior, exposat directament a l'oxigen i les aigües residuals, proporciona condicions per als bacteris aeròbics. Aquesta estratificació permet que cada portador funcioni com un reactor en miniatura, facilitant simultàniament la nitrificació (on els bacteris aeròbics converteixen el nitrogen amoníac en nitrat) i la desnitrificació (on els bacteris anaeròbics redueixen el nitrat en nitrogen gasós), millorant significativament l'eficiència d'eliminació de nitrogen. A diferència dels portadors fixos tradicionals, els portadors MBBR mantenen un contacte freqüent amb les aigües residuals mitjançant la fluidització, formant un "biofilm mòbil". Això no només evita els problemes d'obstrucció associats als portadors fixos, sinó que també aprofita els efectes sinèrgics dels fangs activats en suspensió i els biofilms adjunts, utilitzant plenament l'espai del reactor i millorant l'eficiència del tractament.
El procés combina els avantatges de les tecnologies de fangs activats i biofilm:
L'alta concentració de fangs millora la resistència a les càrregues de xoc, mentre que l'estat fluiditzat afavoreix la renovació microbiana, evitant la pèrdua d'eficiència a causa de l'envelliment i el despreniment del biofilm. A més, l'alta superfície específica i la capacitat d'adhesió microbiana dels portadors els permet albergar més microorganismes per unitat de volum, millorant significativament l'eficiència d'eliminació de matèria orgànica i nitrogen amoníac.
