Nhiều nhà vận hành xử lý nước thải theo dõi nồng độ oxy hòa tan (DO) một cách cẩn thận và thường thấy rằng lượng DO trong nước vẫn nằm trong phạm vi khuyến nghị. Tuy nhiên, hiệu suất nitrat hóa vẫn có thể suy giảm, việc loại bỏ amoniac trở nên không ổn định và xuất hiện sự tích tụ nitrit bất ngờ.

Tại sao điều này xảy ra?

Câu trả lời nằm bên trong màng sinh học.

Trong hệ thống MBBR, vi sinh vật không sống tự do trong nước. Chúng phát triển dưới dạng màng sinh học gắn trên bề mặt chất mang. Mặc dù oxy có thể có nhiều ở vùng nước xung quanh nhưng trước tiên nó phải khuếch tán qua màng sinh học trước khi đến được các vi sinh vật nằm sâu hơn bên trong.

Khi màng sinh học trở nên dày hơn, khả năng cản chuyển oxy tăng lên. Lớp vi sinh vật bên ngoài tiêu thụ oxy trước tiên, để lại ít oxy hơn cho các lớp bên trong. Điều này tạo ra độ dốc oxy trong màng sinh học.

Kết quả là:

✔ DO nước lớn có thể đo được 3–4 mg/L hoặc cao hơn

✔ Lớp màng sinh học bên ngoài vẫn hiếu khí

✔ Các lớp màng sinh học bên trong có thể bị hạn chế oxy hoặc thậm chí thiếu oxy

Khi oxy không thể thâm nhập đầy đủ vào màng sinh học, vi khuẩn nitrat hóa thường bị ảnh hưởng đầu tiên vì chúng cần điều kiện hiếu khí ổn định. Hậu quả có thể bao gồm: