Avantaje și dezavantaje ale tratamentelor biologice ale apelor uzate

Curățarea apelor uzate din comunități și industrii elimină sau reduce bacteriile patogene și substanțele chimice toxice și oferă o sursă de apă plăcută pentru utilizări umane și agricole. Tratarea biologică a apelor uzate folosește bacterii și alte microorganisme pentru a descompune contaminanții organici, adică substanțe care conțin carbon, în compuși inofensivi sau volatili. Tratamentul biologic urmează de obicei îndepărtarea resturilor mari sau a solidelor din apele uzate. Unii microbi locuiesc deja în apele uzate; adăugarea de „nămol activat”, care conține mai mulți microbi, mărește eficiența descompunerii. Facilitățile de apă uzată folosesc aerob, anaerob sau ambele tipuri de microbi. Avantajele și dezavantajele tratamentelor biologice depind parțial de originea apelor uzate și de tipul de contaminare și de metodele aplicate. Unele metode, cum ar fi filtrarea cu membrană, ulterior tratamentului biologic, pot îmbunătăți rezultatele.

Microbii aerobi necesită oxigen și nutrienți organici pentru a lucra și a crește. Nutrienții sunt furnizați de materialul organic din apele uzate, iar oxigenul este de obicei livrat prin pomparea aerului în rezervorul de tratare. Produsele finale ale digestiei aerobe sunt energia, dioxidul de carbon și solidele metabolizate care se depun. Nutrienții și oxigenul determină multiplicarea microbilor aerobi și numărul lor crescut accelerează procesul de digestie.

Microbii anaerobi sunt bacterii și microorganisme care funcționează în absența oxigenului. Acești microbi descompun contaminanții organici mai încet decât microbii aerobi. Microbii anaerobi produc metan, dioxid de carbon și mai mulți microbi anaerobi. Apele uzate, care conțin un nivel ridicat de contaminanți organici, sunt tratate mai eficient cu microbi anaerobi înainte de a fi supuși tratamentului cu microbi aerobi.

Tratarea aerobă a apelor uzate este un proces rapid și eficient care elimină cel puțin 98% din contaminanții organici. Este un proces natural de oxidare care determină descompunerea eficientă a poluanților organici și produce un efluent de apă mai curat decât tratamentul anaerob singur. Deoarece digestia aerobă este un proces rapid, poate gestiona volume mai mari sau fluxuri de ape uzate.

Digestia aerobă necesită aerare, care folosește o cantitate mare de energie electrică. Energia electrică este adesea generată de arderea combustibililor fosili, care produc gaze cu efect de seră. Digestia aerobă are ca rezultat și cantități mari de bio-solide, sau nămol, care necesită eliminare. Eliberarea necorespunzătoare a nămolului bogat în substanțe nutritive în râuri sau iazuri poate provoca creșterea excesivă a algelor sau eutrofizarea, care ucide peștii și alte vieți acvatice. Consumul de energie și producția excesivă de nămol pot fi reduse prin tratarea mai întâi a apelor uzate cu microbi anaerobi. Deși tratamentul biologic al apelor uzate este eficient în eliminarea majorității contaminanților organici, studiile indică faptul că unele substanțele chimice, cum ar fi produsele farmaceutice, detergenții, compușii cosmetici și industriali, rămân în continuare după apele uzate biologice tratament. Filtrele și noile tehnologii pot rezolva această problemă.

Tratamentul apelor reziduale anaerobe este mai ecologic decât digestia aerobă, deoarece produce mai puțină biomasă, necesită mai puțină energie și produce un bio-gaz (metan) care poate fi reciclat. Deși atât tratamentele aerobe, cât și cele anaerobe produc dioxid de carbon în timpul descompunerii bio-contaminanților, digestia aerobă generează mult mai puține gaze. Digestia anaerobă produce, de asemenea, mai puțini bio-solizi, care pot prezenta o problemă de eliminare.

Deși digestia anaerobă a contaminanților din apele uzate lasă o amprentă de carbon mai mică, este un proces lent. Este mai puțin eficient decât digestia aerobă, eliminând 70-95% din contaminanții organici. Microbii anaerobi, în comparație cu microbii aerobi, atacă o gamă mai mică de contaminanți.