Công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor) là phương pháp xử lý nước thải sinh học hiếu khí, thiếu khí hoặc kỵ khí, sử dụng vật liệu đệm di động (media) làm giá thể để vi sinh vật bám vào và phát triển thành màng sinh học (biofilm). Đây là công nghệ tiên tiến, thích hợp cho nước thải chăn nuôi nhờ khả năng xử lý BOD, COD, Nitơ, Photpho hiệu quả, đồng thời tiết kiệm diện tích và dễ vận hành.

1. Đặc điểm nước thải chăn nuôi

Nước thải từ chăn nuôi gia súc, gia cầm có các đặc trưng:
🔹 Nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao: BOD5 có thể lên tới 2,000 - 5,000 mg/L, COD khoảng 4,000 - 10,000 mg/L.
🔹 Chứa nhiều amoni (NH₄⁺), nitrat (NO₃⁻), photphat (PO₄³⁻).
🔹 Chứa chất rắn lơ lửng (TSS) lớn từ phân, thức ăn thừa.
🔹 Giàu vi khuẩn gây bệnh (E. coli, Salmonella, ký sinh trùng).
🔹 Mùi hôi nồng do khí H₂S, NH₃, CH₄.

👉 Vì vậy, cần công nghệ xử lý hiệu quả, ổn định, tiết kiệm diện tích và dễ vận hành như MBBR.

2. Nguyên lý hoạt động của công nghệ MBBR

Hệ thống MBBR sử dụng các hạt đệm (media) có diện tích bề mặt lớn làm giá thể để vi sinh vật bám vào, giúp xử lý hiệu quả chất hữu cơ, nitơ và photpho.

🔹 Cơ chế xử lý

• Xử lý hiếu khí: Vi khuẩn hiếu khí trên màng biofilm oxy hóa BOD/COD, chuyển hóa amoni thành nitrat (Nitrification).

• Xử lý thiếu khí/kỵ khí: Vi khuẩn thiếu khí chuyển hóa nitrat thành khí nitơ (Denitrification), giảm hàm lượng nitơ trong nước thải.

• Giảm photpho: Nhờ vi sinh vật PAOs (Phosphate Accumulating Organisms) trong môi trường thiếu khí.

🔹 Cấu tạo hệ thống MBBR trong xử lý nước thải chăn nuôi
1️⃣ Song chắn rác: Loại bỏ rác thô, thức ăn thừa.
2️⃣ Bể điều hòa: Ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm.
3️⃣ Bể UASB (tùy chọn): Xử lý kỵ khí sơ bộ, giảm 50-70% COD/BOD.
4️⃣ Bể MBBR:

• Ngăn thiếu khí: Khử nitrat (Denitrification).

• Ngăn hiếu khí: Oxy hóa chất hữu cơ, amoni (Nitrification).

• Media được khuấy trộn liên tục để tối ưu tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải.
  5️⃣ Bể lắng: Tách bùn sinh học.
  6️⃣ Bể khử trùng: Diệt vi khuẩn gây bệnh trước khi xả ra môi trường.

3. Hiệu quả xử lý của công nghệ MBBR

Thông số	Nồng độ đầu vào (mg/L)	Sau xử lý bằng MBBR (mg/L)
BOD₅	2,000 - 5,000	< 50
COD	4,000 - 10,000	< 150
Tổng Nitơ (TN)	500 - 1,000	< 20
Tổng Phốt pho (TP)	100 - 200	< 6
TSS	2,000 - 3,000	< 50

📌 Kết quả: Công nghệ MBBR giúp giảm đáng kể các chỉ số ô nhiễm, nước sau xử lý đạt QCVN 62-MT:2016/BTNMT (Quy chuẩn nước thải chăn nuôi).

4. Ưu và nhược điểm của công nghệ MBBR

✅ Ưu điểm

✔ Hiệu suất xử lý BOD, COD, Nitơ, Photpho cao.
✔ Không cần bể lắng sinh học lớn, tiết kiệm diện tích.
✔ Vi sinh vật bám trên media ít bị rửa trôi, giúp vận hành ổn định.
✔ Hệ thống linh hoạt, có thể nâng cấp dễ dàng.
✔ Ít phát sinh bùn dư, giảm chi phí xử lý bùn.

❌ Nhược điểm

❌ Chi phí đầu tư ban đầu cao hơn Aerotank truyền thống.
❌ Cần bổ sung media theo thời gian để duy trì hiệu suất.
❌ Yêu cầu hệ thống sục khí liên tục, tiêu tốn điện năng.

5. So sánh MBBR với các công nghệ khác

Công nghệ	Hiệu quả xử lý BOD/COD	Xử lý Nitơ & Photpho	Chi phí đầu tư	Chi phí vận hành
Biogas (kỵ khí)	Trung bình	Thấp	Thấp	Thấp
UASB + hiếu khí (Aerotank, MBR, MBBR)	Cao	Trung bình - Cao	Trung bình	Trung bình
MBBR	Cao	Cao	Trung bình - Cao	Trung bình

📌 Kết luận:
✅ MBBR là công nghệ xử lý hiệu quả, tiết kiệm diện tích, vận hành ổn định, thích hợp cho nước thải chăn nuôi.
❗ Nếu muốn giảm chi phí, có thể kết hợp MBBR với Biogas hoặc UASB để giảm tải ô nhiễm trước khi vào bể MBBR.

6. Ứng dụng thực tế

🔹 Trang trại chăn nuôi heo, bò, gà, vịt quy mô lớn.
🔹 Nhà máy chế biến thực phẩm từ động vật.
🔹 Khu vực nuôi trồng thủy sản có nước thải hữu cơ cao.

7. Kết luận

🔹 Công nghệ MBBR là một giải pháp tiên tiến trong xử lý nước thải chăn nuôi nhờ khả năng xử lý cao, tiết kiệm diện tích và vận hành ổn định.
🔹 Có thể kết hợp với UASB, hầm biogas để tối ưu chi phí vận hành.
🔹 Đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN.