Pro e contro dei trattamenti biologici delle acque reflue

La pulizia delle acque reflue dalle comunità e dalle industrie elimina o riduce i batteri patogeni e le sostanze chimiche tossiche e fornisce una fonte d'acqua appetibile per usi umani e agricoli. Il trattamento biologico delle acque reflue utilizza batteri e altri microrganismi per decomporre i contaminanti organici, ovvero le sostanze contenenti carbonio, in composti innocui o volatili. Il trattamento biologico di solito segue la rimozione di grandi detriti o solidi dalle acque reflue. Alcuni microbi risiedono già nelle acque reflue; l'aggiunta di "fanghi attivi", contenenti più microbi, aumenta l'efficienza di decomposizione. Le strutture per le acque reflue utilizzano microbi aerobici, anaerobici o entrambi. I pro ei contro dei trattamenti biologici dipendono in parte dall'origine delle acque reflue e dal tipo di contaminazione e dai metodi applicati. Alcuni metodi, come la filtrazione su membrana, dopo il trattamento biologico, possono migliorare i risultati.

I microbi aerobici richiedono ossigeno e sostanze nutritive organiche per funzionare e crescere. I nutrienti sono forniti dal materiale organico nelle acque reflue e l'ossigeno viene solitamente fornito pompando aria nel serbatoio di trattamento. I prodotti finali della digestione aerobica sono energia, anidride carbonica e solidi metabolizzati che si depositano. I nutrienti e l'ossigeno fanno sì che i microbi aerobici si moltiplichino e il loro numero aumentato accelera il processo di digestione.

I microbi anaerobici sono batteri e microrganismi che funzionano in assenza di ossigeno. Questi microbi abbattono i contaminanti organici più lentamente dei microbi aerobici. I microbi anaerobici producono metano, anidride carbonica e altri microbi anaerobici. Le acque reflue, che contengono un alto livello di contaminanti organici, vengono trattate in modo più efficiente con microbi anaerobici prima di essere trattate con microbi aerobici.

Il trattamento aerobico delle acque reflue è un processo rapido ed efficiente che rimuove almeno il 98% dei contaminanti organici. È un processo di ossidazione naturale che provoca un'efficace decomposizione degli inquinanti organici e produce un effluente idrico più pulito rispetto al solo trattamento anaerobico. Poiché la digestione aerobica è un processo veloce, può gestire volumi maggiori o flussi in entrata di acque reflue.

La digestione aerobica richiede l'aerazione, che utilizza una grande quantità di energia elettrica. L'energia elettrica è spesso generata dalla combustione di combustibili fossili, che producono gas serra. La digestione aerobica provoca anche grandi quantità di bio-solidi, o fanghi, che richiedono lo smaltimento. Il rilascio inappropriato del fango ricco di sostanze nutritive nei fiumi o negli stagni può causare la crescita eccessiva delle alghe o l'eutrofizzazione, che uccide i pesci e altre forme di vita acquatica. Il consumo di energia e la produzione di fanghi in eccesso possono essere ridotti trattando prima le acque reflue con microbi anaerobici. Sebbene il trattamento biologico delle acque reflue sia efficiente nella rimozione della maggior parte dei contaminanti organici, gli studi indicano che alcuni sostanze chimiche, come prodotti farmaceutici, detergenti, cosmetici e composti industriali, rimangono ancora dopo le acque reflue biologiche trattamento. I filtri e le nuove tecnologie potrebbero essere in grado di affrontare questo problema.

Il trattamento anaerobico delle acque reflue è più rispettoso dell'ambiente rispetto alla digestione aerobica, perché produce meno biomassa, richiede meno energia e produce un biogas (metano) che può essere riciclato. Sebbene sia i trattamenti aerobici che quelli anaerobici producono anidride carbonica durante la decomposizione dei biocontaminanti, la digestione aerobica genera molto meno gas. La digestione anaerobica produce anche meno bio-solidi, che possono presentare un problema di smaltimento.

Sebbene la digestione anaerobica dei contaminanti nelle acque reflue lasci una minore impronta di carbonio, è un processo lento. È meno efficiente della digestione aerobica, rimuovendo dal 70 al 95 percento dei contaminanti organici. I microbi anaerobici, rispetto ai microbi aerobici, attaccano una gamma più piccola di contaminanti.