Bioloģisko notekūdeņu apstrādes plusi un mīnusi

Notekūdeņu attīrīšana no kopienām un rūpniecības nozarēm novērš vai samazina patogēnās baktērijas un toksiskās ķīmiskās vielas, kā arī nodrošina patīkamu ūdens avotu cilvēkiem un lauksaimniecībai. Bioloģiskā notekūdeņu attīrīšana izmanto baktērijas un citus mikroorganismus, lai organiskos piesārņotājus, kas nozīmē oglekli saturošas vielas, sadalītu nekaitīgos vai gaistošos savienojumos. Bioloģiskā attīrīšana parasti notiek pēc lielu gružu vai cietvielu noņemšanas no notekūdeņiem. Daži mikrobi jau dzīvo notekūdeņos; "aktīvo dūņu" pievienošana, kas satur vairāk mikrobu, palielina sadalīšanās efektivitāti. Notekūdeņu iekārtās tiek izmantoti aerobie, anaerobie vai abu veidu mikrobi. Bioloģiskās attīrīšanas plusi un mīnusi daļēji ir atkarīgi no notekūdeņu izcelsmes un to piesārņojuma veida un izmantotajām metodēm. Dažas metodes, piemēram, membrānas filtrēšana pēc bioloģiskās apstrādes, var uzlabot rezultātus.

Aerobajiem mikrobiem darbībai un augšanai nepieciešams skābeklis un organiskās barības vielas. Barības vielas nodrošina organiskais materiāls notekūdeņos, un skābekli parasti piegādā, sūknējot gaisu attīrīšanas tvertnē. Aerobās gremošanas galaprodukti ir enerģija, oglekļa dioksīds un metabolizētās cietās vielas, kas nosēžas. Barības vielas un skābeklis izraisa aerobo mikrobu vairošanos, un to palielinātais skaits paātrina gremošanas procesu.

Anaerobi mikrobi ir baktērijas un mikroorganismi, kas darbojas bez skābekļa. Šie mikrobi organiskos piesārņotājus noārda lēnāk nekā aerobie mikrobi. Anaerobie mikrobi rada metānu, oglekļa dioksīdu un vairāk anaerobos mikrobus. Notekūdeņus, kas satur lielu daudzumu organisko piesārņotāju, efektīvāk attīra ar anaerobiem mikrobiem, pirms tos apstrādā ar aerobajiem mikrobiem.

Aerobā notekūdeņu attīrīšana ir ātrs un efektīvs process, kas novērš vismaz 98 procentus organisko piesārņotāju. Tas ir dabisks oksidēšanās process, kas efektīvi noārda organiskos piesārņotājus un nodrošina tīrāku ūdens notekūdeņus nekā tikai anaerobā attīrīšana. Tā kā aerobā šķelšana ir ātrs process, tā var apstrādāt lielākus notekūdeņu apjomus vai ieplūdes.

Aerobai gremošanai nepieciešama aerācija, kas patērē lielu daudzumu elektroenerģijas. Elektrisko enerģiju bieži ražo, sadedzinot fosilo kurināmo, kas rada siltumnīcefekta gāzes. Aerobās šķelšanas rezultātā rodas arī liels daudzums cietvielu vai dūņu, kuras nepieciešams iznīcināt. Nepareiza barības vielām bagātu dūņu noplūde upēs vai dīķos var izraisīt aļģu aizaugšanu vai eitrofikāciju, kas nogalina zivis un citas ūdens dzīvības. Enerģijas patēriņu un dūņu pārpalikuma ražošanu var samazināt, notekūdeņus vispirms apstrādājot ar anaerobiem mikrobiem. Lai gan notekūdeņu bioloģiskā attīrīšana ir efektīva, lai noņemtu lielāko daļu organisko piesārņotāju, pētījumi liecina, ka daži no tiem ķīmiskās vielas, piemēram, farmaceitiskie līdzekļi, mazgāšanas līdzekļi, kosmētikas un rūpniecības savienojumi, joprojām paliek pēc bioloģiskajiem notekūdeņiem ārstēšanu. Filtri un jaunās tehnoloģijas, iespējams, varēs novērst šo problēmu.

Anaerobā notekūdeņu attīrīšana ir videi draudzīgāka nekā aerobā šķelšana, jo tā ražo mazāk biomasas, prasa mazāk enerģijas un rada biogāzi (metānu), kuru var pārstrādāt. Lai gan gan aerobā, gan anaerobā apstrāde rada bioloģisko piesārņotāju sadalīšanās laikā oglekļa dioksīdu, aerobā gremošana rada daudz mazāk gāzes. Anaerobā gremošana rada arī mazāk biocietvielu, kas var radīt iznīcināšanas problēmu.

Lai gan anaerobā sārņošana notekūdeņos atstāj mazāku oglekļa pēdu, tas ir lēns process. Tas ir mazāk efektīvs nekā aerobā gremošana, noņemot no 70 līdz 95 procentiem organisko piesārņotāju. Anaerobie mikrobi, salīdzinot ar aerobajiem mikrobiem, uzbrūk mazākam piesārņotāju lokam.