Rensing av avløpsvann fra lokalsamfunn og næringer eliminerer eller reduserer patogene bakterier og giftige kjemikalier, og gir en velsmakende vannkilde for mennesker og landbruksbruk. Biologisk avløpsrensing bruker bakterier og andre mikroorganismer til å spalte organiske forurensninger, som betyr karbonholdige stoffer, til ufarlige eller flyktige forbindelser. Biologisk behandling følger vanligvis fjerning av store rusk eller faste stoffer fra avløpsvannet. Noen mikrober ligger allerede i avløpsvann; tilsetningen av "aktivert slam", som inneholder flere mikrober, øker dekomponeringseffektiviteten. Avløpsanlegg bruker aerobe, anaerobe eller begge typer mikrober. Fordeler og ulemper ved biologiske behandlinger avhenger delvis av avløpsvannets opprinnelse og dets type forurensning og anvendte metoder. Noen metoder, som membranfiltrering, etter biologisk behandling, kan forbedre resultatene.
Hva er aerobe og anaerobe behandlinger?
Aerobe mikrober krever oksygen og organiske næringsstoffer for å fungere og vokse. Næringsstoffer tilføres av det organiske materialet i avløpsvann, og oksygen leveres vanligvis ved å pumpe luft inn i behandlingstanken. Sluttproduktene ved aerob fordøyelse er energi, karbondioksid og metaboliserte faste stoffer som legger seg. Næringsstoffene og oksygenet får aerobe mikrober til å formere seg, og deres økte antall fremskynder fordøyelsesprosessen.
Anaerobe mikrober er bakterier og mikroorganismer som fungerer uten oksygen. Disse mikrober bryter ned organiske forurensninger saktere enn aerobe mikrober. Anaerobe mikrober produserer metan, karbondioksid og flere anaerobe mikrober. Avløpsvann, som inneholder et høyt nivå av organiske forurensninger, blir mer effektivt behandlet med anaerobe mikrober før de gjennomgår behandling med aerobe mikrober.
Fordeler med aerob fordøyelse
Aerob avløpsrensing er en rask og effektiv prosess som fjerner minst 98 prosent av organiske forurensninger. Det er en naturlig oksidasjonsprosess som forårsaker effektiv nedbrytning av organiske forurensninger og gir et renere vannavløp enn anaerob behandling alene. Fordi aerob fordøyelse er en rask prosess, kan den håndtere større volumer eller innstrømning av avløpsvann.
Ulemper med aerob fordøyelse
Aerob fordøyelse krever lufting, som bruker en stor mengde elektrisk energi. Elektrisk energi genereres ofte ved forbrenning av fossile brensler, som produserer klimagasser. Aerob fordøyelse resulterer også i store mengder bio-faste stoffer, eller slam, som krever avhending. Upassende utslipp av det næringsrike slammet i elver eller dammer kan forårsake algevekst, eller eutrofiering, som dreper fisk og annet vannlevende liv. Energiforbruk og overflødig slamproduksjon kan reduseres ved å behandle avløpsvann først med anaerobe mikrober. Selv om biologisk avløpsvannbehandling er effektiv til å fjerne de fleste organiske forurensninger, indikerer studier at noen kjemikalier, som legemidler, vaskemidler, kosmetiske og industrielle forbindelser, forblir fortsatt etter biologisk avløpsvann behandling. Filtre og ny teknologi kan være i stand til å løse dette problemet.
Fordeler med anaerob fordøyelse
Anaerob avløpsvannbehandling er mer miljøvennlig enn aerob fordøyelse, fordi den produserer mindre biomasse, krever mindre energi og produserer en biogass (metan) som kan resirkuleres. Selv om både aerobe og anaerobe behandlinger gir karbondioksid under nedbrytning av bioforurensninger, genererer aerob fordøyelse langt mindre gass. Anaerob fordøyelse gir også færre bio-faste stoffer, noe som kan utgjøre et avhendingsproblem.
Ulemper med anaerob fordøyelse
Selv om anaerob fordøyelse av forurensninger i avløpsvann etterlater et mindre karbonavtrykk, er det en langsom prosess. Det er mindre effektivt enn aerob fordøyelse, og fjerner 70 til 95 prosent av organiske forurensninger. Anaerobe mikrober, sammenlignet med aerobe mikrober, angriper et mindre utvalg av forurensninger.