O princípio de funcionamento doMBBR (Reator de Biofilme de Leito Móvel)bio-carriers é baseado na integração da tecnologia de biofilme e fluidização.
Seu mecanismo principal envolve o uso de transportadores suspensos para obter um tratamento eficiente de águas residuais. O processo envolve a adição de transportadores suspensos com densidade próxima à da água no reator. Sob aeração ou fluxo de água, esses transportadores tornam-se fluidizados, criando um ambiente trifásico (gás-líquido-sólido) propício ao crescimento microbiano. A superfície dos transportadores é especialmente tratada para possuir uma estrutura rugosa e porosa e hidrofilicidade, proporcionando um habitat ideal para a fixação microbiana. Os microrganismos formam biofilmes na superfície do transportador e degradam a matéria orgânica nas águas residuais através de processos metabólicos.
As operadoras MBBR apresentam uma estrutura interna e externa estratificada:
O interior dos transportadores, devido à penetração limitada de oxigénio, forma um ambiente anaeróbico ou anaeróbico facultativo adequado para o crescimento de bactérias anaeróbicas, tais como bactérias desnitrificantes. O exterior, diretamente exposto ao oxigênio e às águas residuais, proporciona condições para bactérias aeróbicas. Esta estratificação permite que cada transportador funcione como um reator em miniatura, facilitando simultaneamente a nitrificação (onde as bactérias aeróbicas convertem o nitrogênio amoniacal em nitrato) e a desnitrificação (onde as bactérias anaeróbias reduzem o nitrato em gás nitrogênio), aumentando significativamente a eficiência da remoção de nitrogênio. Ao contrário dos transportadores fixos tradicionais, os transportadores MBBR mantêm contato frequente com águas residuais através da fluidização, formando um “biofilme móvel”. Isto não só evita os problemas de entupimento associados aos transportadores fixos, mas também aproveita os efeitos sinérgicos do lodo ativado suspenso e dos biofilmes anexados, utilizando totalmente o espaço do reator e melhorando a eficiência do tratamento.
O processo combina as vantagens das tecnologias de lodo ativado e biofilme:
a alta concentração de lodo aumenta a resistência a cargas de choque, enquanto o estado fluidizado promove a renovação microbiana, evitando a perda de eficiência devido ao envelhecimento e desprendimento do biofilme. Além disso, a elevada área superficial específica e a capacidade de fixação microbiana dos transportadores permitem-lhes hospedar mais microrganismos por unidade de volume, melhorando significativamente a eficiência de remoção de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal.
