Il principio di funzionamento diMBBR (reattore a biofilm a letto mobile)bio-carriers si basa sull'integrazione della tecnologia del biofilm e della fluidificazione.
Il suo meccanismo principale prevede l'uso di vettori sospesi per ottenere un trattamento efficiente delle acque reflue. Il processo prevede l'aggiunta nel reattore di trasportatori sospesi con una densità vicina a quella dell'acqua. Sotto l'aerazione o il flusso d'acqua, questi trasportatori si fluidificano, creando un ambiente trifasico (gas-liquido-solido) favorevole alla crescita microbica. La superficie dei supporti è trattata appositamente per possedere una struttura ruvida e porosa e idrofilicità, fornendo un habitat ideale per l'attacco microbico. I microrganismi formano biofilm sulla superficie del supporto e degradano la materia organica nelle acque reflue attraverso processi metabolici.
I supporti MBBR presentano una struttura interna ed esterna stratificata:
L'interno dei supporti, a causa della limitata penetrazione dell'ossigeno, forma un ambiente anaerobico o anaerobico facoltativo adatto alla crescita di batteri anaerobici come i batteri denitrificanti. L'esterno, direttamente esposto all'ossigeno e alle acque reflue, fornisce le condizioni per i batteri aerobici. Questa stratificazione consente a ciascun trasportatore di funzionare come un reattore in miniatura, facilitando contemporaneamente la nitrificazione (dove i batteri aerobici convertono l'azoto ammoniacale in nitrato) e la denitrificazione (dove i batteri anaerobici riducono il nitrato in azoto gassoso), migliorando significativamente l'efficienza di rimozione dell'azoto. A differenza dei tradizionali trasportatori fissi, i trasportatori MBBR mantengono un contatto frequente con le acque reflue attraverso la fluidificazione, formando un "biofilm mobile". Ciò non solo evita i problemi di intasamento associati ai trasportatori fissi, ma sfrutta anche gli effetti sinergici dei fanghi attivi sospesi e dei biofilm attaccati, utilizzando completamente lo spazio del reattore e migliorando l'efficienza del trattamento.
Il processo combina i vantaggi delle tecnologie a fanghi attivi e a biofilm:
l’elevata concentrazione dei fanghi migliora la resistenza ai carichi d’urto, mentre lo stato fluidizzato favorisce il rinnovamento microbico, prevenendo perdite di efficienza dovute all’invecchiamento e al distacco del biofilm. Inoltre, l’elevata superficie specifica e la capacità di attacco microbico dei trasportatori consentono loro di ospitare più microrganismi per unità di volume, migliorando significativamente l’efficienza di rimozione della materia organica e dell’azoto ammoniacale.
