Banyak operator pengolahan air limbah memantau tingkat oksigen terlarut (DO) dengan hati-hati dan sering kali menemukan bahwa DO air curah tetap berada dalam kisaran yang disarankan. Namun, kinerja nitrifikasi mungkin masih menurun, penghilangan amonia menjadi tidak stabil, dan muncul akumulasi nitrit yang tidak terduga.

Mengapa ini terjadi?

Jawabannya ada di dalam biofilm.

Pada sistem MBBR, mikroorganisme tidak hidup bebas di dalam air. Mereka tumbuh sebagai biofilm yang menempel pada permukaan pembawa. Meskipun oksigen melimpah di sekitar air, oksigen harus berdifusi terlebih dahulu melalui biofilm sebelum mencapai mikroorganisme yang terletak lebih dalam.

Ketika biofilm menjadi lebih tebal, resistensi transfer oksigen meningkat. Lapisan terluar dari mikroorganisme mengkonsumsi oksigen terlebih dahulu, menyisakan lebih sedikit oksigen yang tersedia untuk lapisan dalam. Hal ini menciptakan gradien oksigen dalam biofilm.

Sebagai akibat:

✔ DO air curah mungkin berukuran 3–4 mg/L atau lebih tinggi

✔ Lapisan luar biofilm tetap bersifat aerobik

✔ Lapisan biofilm bagian dalam dapat menjadi terbatas oksigen atau bahkan anoksik

Ketika oksigen tidak dapat menembus biofilm secara memadai, bakteri nitrifikasi seringkali menjadi pihak pertama yang terkena dampaknya karena mereka memerlukan kondisi aerobik yang stabil. Konsekuensinya mungkin termasuk: