MSBR系統生物除磷脫氮機理
根據目前普遍接受的 Comeau 等人提出的生物除磷理論：在厭氧條件下，活性污泥中的聚磷微生物將細胞內的聚磷水解為正磷酸鹽釋放到胞外，以此為能量吸收污水中的易降解有機物(如：揮發性脂肪酸，VFA) ，并將其合成為聚β羥基丁酸( PHB)儲存在體內。在好氧條件下，聚磷微生物以游離氧作為電子受體氧化胞內儲存的PHB，利用反應產生的能量從污水中過量攝取磷并合成為聚磷酸鹽儲存于胞內 ，微生物好氧攝取的磷遠大于厭氧釋放的磷，通過排放剩余污泥實現除磷。MSBR系統對除磷脫氮具有良好的效果和穩定性(如同 A2/ O 除磷脫氮系統相比)，這是由其工藝特點決定的。根據 MSBR系統的工藝流程，在空間和時間上可以認為系統是按照以下方式進行的：原污水 →厭氧 →好氧 →缺氧→好氧 →混合液回流(或沉淀出水) 。
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這種運行方式相當于兩級A/ O 系統的串聯，對除磷十分有利： ①聚磷微生物經過厭氧釋磷后直接進入生化效率較高的好氧環境，聚磷微生物在厭氧池形成的吸磷動力可以充分地得以利用;而在 A2/ O系統中，厭氧釋磷后要先經過生化效率較低的缺氧階段再到好氧階段，會使在厭氧環境中形成的吸磷動力有所損失。②系統中的污泥(排放的剩余污泥除外)可以全部完整地經過厭氧Ο 好氧環境，完成磷的厭氧釋放和好氧吸收過程使系統的除磷效率得以提高;而A2/ O 系統存在混合液回流，這部分污泥未經過厭氧狀態，會降低除磷效率。③全部污泥完整地經過厭氧Ο 好氧環境，有助于污泥中聚磷微生物的增長富集。④系統的回流污泥經過了脫氮處理，消除了 NO-x - N 的干擾，使聚磷微生物能夠在絕對厭氧環境中進行聚磷的水解和釋放。
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從系統的運行方式可以看出，脫氮作用是通過后置反硝化完成的。但污水經過了厭氧、好氧階段的反應，有機物濃度已大為降低，反硝化作用所需的有機碳源是如何滿足的呢? 傳統的反硝化理論顯然難以圓滿解釋這一問題，我們有理由得出這樣的結論：微生物是利用細胞內儲存的有機物進行了反硝化，即內碳源反硝化。利用內碳源進行反硝化具有很多優點：可以取消前置反硝化常見的內回流系統，降低能耗，使系統的運行更為合理;另外還無需添加碳源。利用內碳源進行反硝化在國外已有報道，但對其機理的研究尚處于起步階段，許多問題還有待于進一步的研究。
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