Čišćenjem otpadnih voda iz zajednica i industrije eliminiraju se ili smanjuju patogene bakterije i otrovne kemikalije te se pruža ugodan izvor vode za ljude i poljoprivredu. Biološko pročišćavanje otpadnih voda koristi bakterije i druge mikroorganizme za razgradnju organskih onečišćenja, što znači tvari koje sadrže ugljik, u bezopasne ili hlapljive spojeve. Biološki tretman obično slijedi uklanjanje velikih ostataka ili krutina iz otpadnih voda. Neki mikrobi već borave u otpadnim vodama; dodatak "aktivnog mulja", koji sadrži više mikroba, povećava učinkovitost razgradnje. U postrojenjima za otpadne vode koriste se aerobni, anaerobni ili obje vrste mikroba. Prednosti i nedostaci biološkog tretmana djelomično ovise o podrijetlu otpadnih voda i vrsti onečišćenja te primijenjenim metodama. Neke metode, poput membranske filtracije, nakon biološkog tretmana, mogu poboljšati ishode.
Koji su aerobni i anaerobni tretmani?
Aerobnim mikrobima je potreban kisik i organske hranjive tvari za rad i rast. Hranjive tvari dobivaju se organskim materijalom u otpadnim vodama, a kisik se obično isporučuje pumpanjem zraka u spremnik za pročišćavanje. Krajnji proizvodi aerobne probave su energija, ugljični dioksid i metabolizirane krutine koje se talože. Hranjive tvari i kisik uzrokuju množenje aerobnih mikroba i njihov povećani broj ubrzava proces probave.
Anaerobni mikrobi su bakterije i mikroorganizmi koji funkcioniraju u odsutnosti kisika. Ti mikrobi razgrađuju organske onečišćenja sporije od aerobnih mikroba. Anaerobni mikrobi proizvode metan, ugljični dioksid i više anaerobnih mikroba. Otpadne vode, koje sadrže visoku razinu organskih onečišćivača, učinkovitije se pročišćavaju anaerobnim mikrobima prije nego što se podvrgnu obradi aerobnim mikrobima.
Pros aerobne probave
Aerobno pročišćavanje otpadnih voda brz je i učinkovit postupak uklanjanja najmanje 98 posto organskih onečišćenja. Prirodni je postupak oksidacije koji uzrokuje učinkovito razgradnju organskih onečišćujućih tvari i daje čistiji otpadni voda od samog anaerobnog tretmana. Budući da je aerobna probava brz proces, može se nositi s većim količinama ili protokom otpadnih voda.
Protiv aerobne probave
Aerobna probava zahtijeva prozračivanje, koje koristi veliku količinu električne energije. Električna energija se često generira izgaranjem fosilnih goriva koja proizvode stakleničke plinove. Aerobna probava također rezultira velikim količinama bio-krutina ili mulja, koje zahtijevaju odlaganje. Neprikladno ispuštanje mulja bogatog hranjivim tvarima u rijeke ili ribnjake može prouzročiti prekomjerno rast algi ili eutrofikaciju, koja ubija ribu i ostale vodene organizme. Potrošnja energije i višak mulja mogu se smanjiti prečišćavanjem otpadnih voda prvo anaerobnim mikrobima. Iako je biološko pročišćavanje otpadnih voda učinkovito uklanjanje većine organskih onečišćenja, studije pokazuju da neke kemikalije, poput farmaceutskih proizvoda, deterdženata, kozmetičkih i industrijskih spojeva, i dalje ostaju nakon bioloških otpadnih voda liječenje. Filteri i nove tehnologije mogu riješiti ovaj problem.
Pros anaerobne probave
Anaerobno pročišćavanje otpadnih voda ekološki je prihvatljivije od aerobne probave, jer proizvodi manje biomase, zahtjeva manje energije i stvara bioplin (metan) koji se može reciklirati. Iako i aerobni i anaerobni tretmani stvaraju ugljični dioksid tijekom razgradnje bio-zagađivača, aerobna probava stvara daleko manje plina. Anaerobna probava također stvara manje bio-krutina, što može predstavljati problem odlaganja.
Protiv anaerobne probave
Iako anaerobna probava onečišćenja u otpadnim vodama ostavlja manji ugljični otisak, to je spor proces. Učinkovitiji je od aerobne probave, uklanja 70 do 95 posto organskih onečišćenja. Anaerobni mikrobi, u usporedbi s aerobnim mikrobima, napadaju manji raspon onečišćenja.