O princípio de funcionamento do enchimento biológico MBBR é aplicar o princípio básico do método de biofilme. Ao adicionar uma certa quantidade de suportes suspensos ao reator, a biomassa e as espécies de microrganismos no reator são aumentadas, melhorando assim a eficiência de tratamento do reator. Como a densidade do enchimento é próxima à da água, ele fica em um estado de mistura completa com a água durante a aeração, e o ambiente para o crescimento microbiano é trifásico: gás, líquido e sólido. A ação de colisão e cisalhamento dos suportes na água torna as bolhas de ar mais finas, aumentando a taxa de utilização de oxigênio. Além disso, cada suporte possui diferentes tipos de microrganismos tanto interna quanto externamente. Algumas bactérias anaeróbias ou facultativas crescem internamente, enquanto bactérias aeróbias crescem externamente. Isso faz de cada suporte um reator em miniatura, permitindo que as reações de nitrificação e desnitrificação ocorram simultaneamente, melhorando assim o efeito de tratamento.
Comparado com o processo de lodo ativado e o processo de reator biológico de leito fixo, o MBBR possui tanto a alta eficiência e a flexibilidade operacional do processo de lodo ativado, quanto as características do processo de filme biológico tradicional, como resistência a cargas de choque, longo tempo de retenção de sólidos e baixa produção de lodo em excesso.
(1) O enchimento é composto principalmente de polietileno, polipropileno e seus materiais modificados, espuma de poliuretano, etc. Sua densidade específica é próxima à da água. É principalmente em formas cilíndricas e esféricas, fácil de formar um biofilme, não aglomera, não obstrui e é fácil de remover.
(2) Bons ambientes aeróbicos, hipóxicos e anaeróbicos se formam no enchimento, permitindo que as reações de nitrificação e desnitrificação ocorram dentro de um único reator, o que tem um bom efeito na remoção de nitrogênio amoniacal.
(3) A concentração de lodo no reator é relativamente alta, geralmente de 5 a 10 vezes maior que a do processo convencional de lodo ativado, e pode atingir até 30 a 40 g/L. Isso melhora a eficiência do tratamento para matéria orgânica e, simultaneamente, aumenta a resistência a cargas de choque.
(4) Não é necessário suporte para enchimento no tanque de aeração, o que facilita a manutenção do enchimento e do equipamento de aeração no fundo do tanque, ao mesmo tempo em que economiza investimento e espaço físico.