Trong quá trình MBBR, lớp màng biofilm phát triển trên giá thể lơ lửng trong lớp chất lỏng của bể phản ứng. Những giá thể này chuyển động trong chất lỏng nhờ hệ thống sục khí cung cấp oxy cho nước thải hay motor khuấy.
Nhân tố quan trọng của quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt. Lớp màng biofilm là quần thể các vi sinh vật phát triển trên bề mặt giá thể. Chủng loại vi sinh vật trong màng biofilm tương tự như đối với hệ thống xử lý bùn hoạt tính lơ lửng. Hầu hết các vi sinh vật trên biofilm thuộc loại dị dưỡng (chúng sử dụng cacbon hữu cơ để tạo ra sinh khối mới) với vi sinh vật tùy tiện chiếm ưu thế. Các vi sinh vật tùy tiện có thể sư dụng oxy hòa tan trong hỗn hợp nước thải, nếu oxy hịa tan khơng có sẵn thì những vi sinh vật này sử dụng Nitrit/Nitrat như là chất nhận điện tử.
Nồng độ sinh khối dao động từ 3000 – 4000 gTSS/m3 → Tải trọng thể tích trong MBBR cao hơn gấp vài lần trong quá trình xử lý bằng bùn hoạt tính.
Các quy trình màng sinh học được ưa chượng thay vì các quy trình bùn hoạt tính. Có một số lý do cho việc này, chẳng hạn như:
- Nhà máy xử lý cần ít khơng gian hơn (một yếu tố chi phí quan trọng).
- Kết quả xử lý cuối cùng ít bị ảnh hưởng bởi sự phân tách sinh khối do sự tập trung sinh khối được tách ra ít nhất 10 lần và có độ linh hoạt cao hơn so với lựa chọn phương pháp tách sinh khối (nghĩa là tuyển nổi hoặc lọc nhỏ giọt).
- Sinh khối kèm theo trở nên chuyên biệt hơn (nồng độ cao hơn của các sinh vật có liên quan) tại một điểm nhất định trong q trình đào tạo, bởi vì khơng có sinh khối trở lại.
Ưu điểm:
- Mật độ vi sinh vật xử lý trên một đơn vị thể tích cao, vì vậy tải trọng hữu cơ của bể MBBR cao hơn.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn Sóc Trăng công suất 400 m3/ngày đêm.
- Khơng cần tuần hồn bùn.
- Bùn sinh học sinh ra ít hơn và lắng tốt hơn.
- Khơng bị bít tắt trong tầng giá thể.
- Tồn bộ thể tích bể cho sinh khối và dễ dàng mở rộng.
Nhược điểm:
- Khó xác định được thời gian lưu bùn.
- Cần cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng trách hiện tượng màng dễ bị bong tróc.
- Khi vận hành đảm bảo giá thể chuyển động hồn tồn trong bể, cần duy trì độ xáo trộn cần thiết để lớp màng đủ mỏng để tăng khả năng khếch tán của cơ chất và oxy vào trong lớp màng.