Výhody a nevýhody biologických čistení odpadových vôd

Čistenie odpadových vôd z komunít a priemyselných odvetví eliminuje alebo redukuje patogénne baktérie a toxické chemikálie a poskytuje chutný zdroj vody pre ľudské a poľnohospodárske účely. Pri biologickom čistení odpadových vôd sa pomocou baktérií a iných mikroorganizmov rozkladajú organické kontaminanty, to znamená látky obsahujúce uhlík, na neškodné alebo prchavé zlúčeniny. Biologické čistenie zvyčajne nasleduje po odstránení veľkých zvyškov alebo pevných látok z odpadových vôd. Niektoré mikróby už žijú v odpadových vodách; pridanie „aktivovaného kalu“, ktorý obsahuje viac mikróbov, zvyšuje účinnosť rozkladu. V zariadeniach na čistenie odpadových vôd sa používajú aeróbne, anaeróbne alebo obidva typy mikróbov. Výhody a nevýhody biologického čistenia čiastočne závisia od pôvodu odpadových vôd a ich druhu kontaminácie a použitých metód. Výsledky môžu zlepšiť niektoré metódy, ako napríklad membránová filtrácia po biologickom spracovaní.

Aeróbne mikróby potrebujú pre svoju prácu a rast kyslík a organické živiny. Živiny poskytuje organický materiál v odpadovej vode a kyslík sa zvyčajne dodáva prečerpávaním vzduchu do nádrže na úpravu. Konečnými produktmi aeróbneho trávenia sú energia, oxid uhličitý a metabolizované tuhé látky, ktoré sa usadzujú. Živiny a kyslík spôsobujú množenie aeróbnych mikróbov a ich zvýšený počet urýchľuje proces trávenia.

Anaeróbne mikróby sú baktérie a mikroorganizmy, ktoré fungujú bez kyslíka. Tieto mikróby rozkladajú organické kontaminanty pomalšie ako aeróbne mikróby. Anaeróbne mikróby produkujú metán, oxid uhličitý a ďalšie anaeróbne mikróby. Odpadové vody, ktoré obsahujú vysoké množstvo organických kontaminantov, sa účinnejšie čistia pomocou anaeróbnych mikróbov predtým, ako sa podrobia čisteniu pomocou aeróbnych mikróbov.

Aeróbne čistenie odpadových vôd je rýchly a efektívny proces, pri ktorom sa odstráni najmenej 98 percent organických kontaminantov. Jedná sa o prirodzený oxidačný proces, ktorý spôsobuje efektívne odbúravanie organických znečisťujúcich látok a poskytuje čistejšie odtoky vody ako samotné anaeróbne čistenie. Pretože aeróbne trávenie je rýchly proces, dokáže spracovať väčšie objemy alebo prietoky odpadových vôd.

Aeróbne trávenie vyžaduje prevzdušňovanie, pri ktorom sa využíva veľké množstvo elektrickej energie. Elektrická energia sa často vyrába spaľovaním fosílnych palív, ktoré produkujú skleníkové plyny. Výsledkom aeróbneho štiepenia je tiež veľké množstvo bio-pevných látok alebo kalov, ktoré je potrebné zneškodniť. Nevhodné uvoľnenie kalu bohatého na živiny do riek alebo rybníkov môže spôsobiť premnoženie rias alebo eutrofizáciu, ktorá zabíja ryby a iný vodný život. Spotreba energie a nadmerná tvorba kalu sa dajú znížiť čistením odpadových vôd najskôr anaeróbnymi mikróbmi. Aj keď je biologické čistenie odpadových vôd efektívne pri odstraňovaní väčšiny organických kontaminantov, štúdie naznačujú, že niektoré z nich chemikálie, ako sú liečivá, detergenty, kozmetické a priemyselné zlúčeniny, stále zostávajú po biologických odpadových vodách liečby. Tento problém môžu vyriešiť filtre a nové technológie.

Anaeróbna úprava odpadových vôd je šetrnejšia k životnému prostrediu ako aeróbna digescia, pretože produkuje menej biomasy, vyžaduje menej energie a produkuje bioplyn (metán), ktorý je možné recyklovať. Aj keď aeróbne aj anaeróbne úpravy produkujú oxid uhličitý počas rozpadu biologických kontaminantov, aeróbne trávenie generuje oveľa menej plynu. Anaeróbna digescia tiež produkuje menej biopevných látok, čo môže predstavovať problém s likvidáciou.

Aj keď anaeróbne trávenie kontaminantov v odpadových vodách zanecháva menšiu uhlíkovú stopu, je to pomalý proces. Je to menej efektívne ako aeróbne trávenie, pri ktorom sa odstráni 70 až 95 percent organických kontaminantov. Anaeróbne mikróby v porovnaní s aeróbnymi mikróbmi napádajú menšie množstvo kontaminantov.