La limpieza de las aguas residuales de las comunidades y las industrias elimina o reduce las bacterias patógenas y los productos químicos tóxicos, y proporciona una fuente de agua agradable para usos humanos y agrícolas. El tratamiento biológico de aguas residuales utiliza bacterias y otros microorganismos para descomponer los contaminantes orgánicos, es decir, sustancias que contienen carbono, en compuestos inofensivos o volátiles. El tratamiento biológico generalmente sigue a la eliminación de grandes escombros o sólidos de las aguas residuales. Algunos microbios ya residen en las aguas residuales; la adición de "lodo activado", que contiene más microbios, aumenta la eficiencia de la descomposición. Las instalaciones de aguas residuales utilizan microbios aeróbicos, anaeróbicos o ambos tipos. Los pros y contras de los tratamientos biológicos dependen en parte del origen de las aguas residuales y su tipo de contaminación y métodos aplicados. Algunos métodos, como la filtración por membrana, posterior al tratamiento biológico, pueden mejorar los resultados.
¿Qué son los tratamientos aeróbicos y anaeróbicos?
Los microbios aeróbicos requieren oxígeno y nutrientes orgánicos para funcionar y crecer. Los nutrientes son proporcionados por el material orgánico en las aguas residuales y el oxígeno generalmente se entrega bombeando aire al tanque de tratamiento. Los productos finales de la digestión aeróbica son energía, dióxido de carbono y sólidos metabolizados que se sedimentan. Los nutrientes y el oxígeno hacen que los microbios aeróbicos se multipliquen y su mayor número acelera el proceso de digestión.
Los microbios anaeróbicos son bacterias y microorganismos que funcionan en ausencia de oxígeno. Estos microbios descomponen los contaminantes orgánicos más lentamente que los microbios aeróbicos. Los microbios anaeróbicos producen metano, dióxido de carbono y más microbios anaeróbicos. Las aguas residuales, que contienen un alto nivel de contaminantes orgánicos, se tratan de manera más eficiente con microbios anaeróbicos antes de someterse al tratamiento con microbios aeróbicos.
Ventajas de la digestión aeróbica
El tratamiento aeróbico de aguas residuales es un proceso rápido y eficiente que elimina al menos el 98 por ciento de los contaminantes orgánicos. Es un proceso de oxidación natural que causa una descomposición eficiente de los contaminantes orgánicos y produce un efluente de agua más limpio que el tratamiento anaeróbico solo. Debido a que la digestión aeróbica es un proceso rápido, puede manejar mayores volúmenes o flujos de entrada de aguas residuales.
Contras de la digestión aeróbica
La digestión aeróbica requiere aireación, que utiliza una gran cantidad de energía eléctrica. La energía eléctrica se genera a menudo mediante la quema de combustibles fósiles, que producen gases de efecto invernadero. La digestión aeróbica también da como resultado grandes cantidades de biosólidos o lodos, que requieren eliminación. La liberación inadecuada de lodos ricos en nutrientes en ríos o estanques puede causar un crecimiento excesivo de algas o eutrofización, que mata a los peces y otras formas de vida acuática. El consumo de energía y la producción excesiva de lodos se pueden reducir tratando primero las aguas residuales con microbios anaeróbicos. Aunque el tratamiento biológico de aguas residuales es eficaz para eliminar la mayoría de los contaminantes orgánicos, los estudios indican que algunos productos químicos, como productos farmacéuticos, detergentes, cosméticos e compuestos industriales, todavía permanecen después de las aguas residuales biológicas tratamiento. Los filtros y las nuevas tecnologías pueden solucionar este problema.
Ventajas de la digestión anaeróbica
El tratamiento anaeróbico de aguas residuales es más respetuoso con el medio ambiente que la digestión aeróbica, porque produce menos biomasa, requiere menos energía y produce un biogás (metano) que se puede reciclar. Aunque tanto los tratamientos aeróbicos como los anaeróbicos producen dióxido de carbono durante la descomposición de los biocontaminantes, la digestión aeróbica genera mucho menos gas. La digestión anaeróbica también produce menos biosólidos, lo que puede presentar un problema de eliminación.
Contras de la digestión anaeróbica
Aunque la digestión anaeróbica de contaminantes en las aguas residuales deja una menor huella de carbono, es un proceso lento. Es menos eficiente que la digestión aeróbica, eliminando del 70 al 95 por ciento de los contaminantes orgánicos. Los microbios anaeróbicos, en comparación con los microbios aeróbicos, atacan una gama más pequeña de contaminantes.