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MBBR工藝原理是通過向反應器中投加一定數量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態，微生物生長的環境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內外均具有不同的生物種類，內部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養菌，這樣每個載體都為一個微型反應器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，從而提高了處理效果。
A/A/O工藝是厭氧-缺氧-好氧組合工藝的簡稱，是由三段生物處理裝置所構成。它與單級AO工藝的不同之處在于前段設置一厭氧反應器，旨在通過厭氧過程使廢水中的部分難降解有機物得以降解去除，進而改善廢水的可生化性，并為后續的缺氧段提供適合于反硝化過程的碳源，最終達到高效去除COD、BOD、N、P的目的。
A/A/O系統的工藝流程是：廢水經預處理后進入厭氧反應器，使高COD物質在該段得到部分分解。然后進入缺氧段，進行反硝化過程，而后是進行氧化降解有機物和進行硝化反應的好氧段。為確保反硝化的效率，好氧段出水一部分通過回流而進入缺氧階段，并與厭氧段的出水混合，以便充分利用廢水中的碳源。另一部分出水進入二沉池，分離活性污泥后作為出水，污泥直接回流到厭氧段。
