Prós e contras dos tratamentos biológicos de águas residuais

A limpeza de águas residuais de comunidades e indústrias elimina ou reduz bactérias patogênicas e produtos químicos tóxicos e fornece uma fonte de água saborosa para uso humano e agrícola. O tratamento biológico de águas residuais usa bactérias e outros microorganismos para decompor contaminantes orgânicos, ou seja, substâncias que contêm carbono, em compostos inofensivos ou voláteis. O tratamento biológico geralmente segue a remoção de grandes detritos ou sólidos das águas residuais. Alguns micróbios já residem nas águas residuais; a adição de "lodo ativado", contendo mais micróbios, aumenta a eficiência da decomposição. As instalações de águas residuais usam micróbios aeróbios, anaeróbios ou ambos os tipos. Os prós e os contras dos tratamentos biológicos dependem, em parte, da origem das águas residuais e de seu tipo de contaminação e métodos aplicados. Alguns métodos, como a filtração por membrana, após o tratamento biológico, podem melhorar os resultados.

Micróbios aeróbicos requerem oxigênio e nutrientes orgânicos para trabalhar e crescer. Os nutrientes são fornecidos pelo material orgânico nas águas residuais e o oxigênio é normalmente fornecido pelo bombeamento de ar para o tanque de tratamento. Os produtos finais da digestão aeróbia são energia, dióxido de carbono e sólidos metabolizados que se depositam. Os nutrientes e o oxigênio fazem com que os micróbios aeróbicos se multipliquem e seu número aumentado acelera o processo de digestão.

Micróbios anaeróbios são bactérias e microrganismos que funcionam na ausência de oxigênio. Esses micróbios decompõem os contaminantes orgânicos mais lentamente do que os micróbios aeróbios. Micróbios anaeróbicos produzem metano, dióxido de carbono e mais micróbios anaeróbicos. As águas residuais, que contêm um alto nível de contaminantes orgânicos, são tratadas com mais eficiência com micróbios anaeróbios antes de serem submetidas ao tratamento com micróbios aeróbios.

O tratamento aeróbio de águas residuais é um processo rápido e eficiente que remove pelo menos 98% dos contaminantes orgânicos. É um processo de oxidação natural que causa a quebra eficiente de poluentes orgânicos e produz um efluente de água mais limpo do que o tratamento anaeróbio sozinho. Como a digestão aeróbia é um processo rápido, ela pode lidar com grandes volumes ou fluxos de águas residuais.

A digestão aeróbia requer aeração, que usa uma grande quantidade de energia elétrica. A energia elétrica é frequentemente gerada pela queima de combustíveis fósseis, que produzem gases de efeito estufa. A digestão aeróbia também resulta em grandes quantidades de biossólidos, ou lodo, que requerem descarte. A liberação inadequada de lodo rico em nutrientes em rios ou lagoas pode causar crescimento excessivo de algas ou eutrofização, que mata peixes e outras formas de vida aquática. O consumo de energia e o excesso de produção de lodo podem ser reduzidos tratando-se primeiro as águas residuais com micróbios anaeróbios. Embora o tratamento biológico de águas residuais seja eficiente na remoção da maioria dos contaminantes orgânicos, estudos indicam que alguns produtos químicos, como produtos farmacêuticos, detergentes, cosméticos e compostos industriais, ainda permanecem após as águas residuais biológicas tratamento. Filtros e novas tecnologias podem resolver esse problema.

O tratamento anaeróbio de águas residuais é mais ecológico do que a digestão aeróbia, porque produz menos biomassa, requer menos energia e produz um biogás (metano) que pode ser reciclado. Embora os tratamentos aeróbio e anaeróbio produzam dióxido de carbono durante a quebra de biocontaminantes, a digestão aeróbia gera muito menos gás. A digestão anaeróbica também produz menos biossólidos, o que pode representar um problema de eliminação.

Embora a digestão anaeróbica de contaminantes em águas residuais deixe uma pegada de carbono menor, é um processo lento. É menos eficiente do que a digestão aeróbica, removendo 70 a 95 por cento dos contaminantes orgânicos. Micróbios anaeróbios, comparados aos micróbios aeróbios, atacam uma gama menor de contaminantes.