Плюсове и минуси на биологичното пречистване на отпадъчни води

Пречистването на отпадъчните води от общности и индустрии елиминира или намалява патогенните бактерии и токсични химикали и осигурява приятен източник на вода за хора и селскостопански цели. Биологичното пречистване на отпадъчни води използва бактерии и други микроорганизми за разлагане на органични замърсители, т.е. съдържащи въглерод вещества, в безвредни или летливи съединения. Биологичното третиране обикновено следва отстраняване на големи отпадъци или твърди частици от отпадъчните води. Някои микроби вече се намират в отпадъчните води; добавянето на "активна утайка", съдържаща повече микроби, повишава ефективността на разлагането. Съоръженията за отпадъчни води използват аеробни, анаеробни или и двата вида микроби. Плюсовете и минусите на биологичното пречистване зависят отчасти от произхода на отпадъчните води и вида на замърсяването и прилаганите методи. Някои методи, като мембранна филтрация след биологично третиране, могат да подобрят резултатите.

Аеробните микроби се нуждаят от кислород и органични хранителни вещества, за да работят и да растат. Хранителните вещества се осигуряват от органичния материал в отпадъчните води, а кислородът обикновено се доставя чрез изпомпване на въздух в пречиствателния резервоар. Крайните продукти на аеробното храносмилане са енергията, въглеродният диоксид и метаболизираните твърди вещества, които се утаяват. Хранителните вещества и кислородът карат аеробните микроби да се размножават и техният увеличен брой ускорява процеса на храносмилане.

Анаеробните микроби са бактерии и микроорганизми, които функционират в отсъствие на кислород. Тези микроби разграждат органичните замърсители по-бавно от аеробните микроби. Анаеробните микроби произвеждат метан, въглероден диоксид и повече анаеробни микроби. Отпадъчните води, които съдържат високо ниво на органични замърсители, се обработват по-ефективно с анаеробни микроби, преди да бъдат подложени на обработка с аеробни микроби.

Аеробното пречистване на отпадъчните води е бърз и ефективен процес за отстраняване на поне 98 процента от органични замърсители. Това е естествен процес на окисляване, който причинява ефективно разграждане на органични замърсители и води до по-чиста отточна вода, отколкото само анаеробното третиране. Тъй като аеробното храносмилане е бърз процес, той може да се справи с по-големи обеми или входящи потоци от отпадъчни води.

Аеробното храносмилане изисква аерация, която използва голямо количество електрическа енергия. Електрическата енергия често се генерира от изгаряне на изкопаеми горива, които произвеждат парникови газове. Аеробното храносмилане също води до големи количества био твърди вещества или утайки, които изискват изхвърляне. Неподходящото изпускане на богатата на хранителни вещества утайка в реки или езера може да доведе до свръхрастеж на водорасли или еутрофикация, което убива рибите и други водни организми. Потреблението на енергия и излишъкът от утайки могат да бъдат намалени чрез пречистване на отпадъчните води първо с анаеробни микроби. Въпреки че биологичното пречистване на отпадъчни води е ефективно за отстраняване на повечето органични замърсители, проучванията показват, че някои химикали, като фармацевтични продукти, детергенти, козметични и промишлени съединения, все още остават след биологичните отпадъчни води лечение. Филтрите и новите технологии може да са в състояние да разрешат този проблем.

Пречистването на анаеробни отпадъчни води е по-екологично от аеробното храносмилане, тъй като произвежда по-малко биомаса, изисква по-малко енергия и произвежда биогаз (метан), който може да бъде рециклиран. Въпреки че както аеробното, така и анаеробното третиране произвеждат въглероден диоксид по време на разграждането на био-замърсителите, аеробното храносмилане генерира много по-малко газове. Анаеробното храносмилане също произвежда по-малко био твърди вещества, което може да създаде проблем с изхвърлянето.

Въпреки че анаеробното усвояване на замърсителите в отпадъчните води оставя по-малък въглероден отпечатък, това е бавен процес. Той е по-малко ефективен от аеробното храносмилане, като премахва 70 до 95 процента от органични замърсители. Анаеробните микроби в сравнение с аеробните микроби атакуват по-малък обхват от замърсители.