Rengöring av avloppsvatten från samhällen och industrier eliminerar eller minskar patogena bakterier och giftiga kemikalier och ger en smaklig vattenkälla för mänskliga och jordbruksändamål. Biologisk avloppsrening använder bakterier och andra mikroorganismer för att sönderdela organiska föroreningar, dvs. kolinnehållande ämnen, till ofarliga eller flyktiga föreningar. Biologisk behandling följer vanligtvis borttagning av stora skräp eller fasta ämnen från avloppsvattnet. Vissa mikrober finns redan i avloppsvatten; tillsatsen av "aktiverat slam", som innehåller fler mikrober, ökar sönderdelningens effektivitet. Avloppsvattenanläggningar använder aeroba, anaeroba eller båda typerna av mikrober. Fördelar och nackdelar med biologiska behandlingar beror delvis på avloppsvattnets ursprung och dess typ av kontaminering och tillämpade metoder. Vissa metoder, såsom membranfiltrering, efter biologisk behandling, kan förbättra resultatet.
Vad är aeroba och anaeroba behandlingar?
Aeroba mikrober kräver syre och organiska näringsämnen för att arbeta och växa. Näringsämnen tillhandahålls av det organiska materialet i avloppsvattnet och syre levereras vanligtvis genom att pumpa luft in i behandlingstanken. Slutprodukterna från aerob matsmältning är energi, koldioxid och metaboliserade fasta ämnen som sätter sig ut. Näringsämnena och syret får aeroba mikrober att föröka sig och deras ökade antal påskyndar matsmältningsprocessen.
Anaeroba mikrober är bakterier och mikroorganismer som fungerar i frånvaro av syre. Dessa mikrober bryter ner organiska föroreningar långsammare än aeroba mikrober. Anaeroba mikrober producerar metan, koldioxid och mer anaeroba mikrober. Avloppsvatten, som innehåller en hög nivå av organiska föroreningar, behandlas mer effektivt med anaeroba mikrober innan de genomgår behandling med aeroba mikrober.
Fördelar med aerob matsmältning
Aerob avloppsvattenrening är en snabb och effektiv process som tar bort minst 98 procent av organiska föroreningar. Det är en naturlig oxidationsprocess som orsakar effektiv nedbrytning av organiska föroreningar och ger ett renare vattenavlopp än enbart anaerob behandling. Eftersom aerob matsmältning är en snabb process kan den hantera större volymer eller inflöden av avloppsvatten.
Nackdelar med aerob matsmältning
Aerob matsmältning kräver luftning, som använder en stor mängd elektrisk energi. Elektrisk energi genereras ofta genom förbränning av fossila bränslen som producerar växthusgaser. Aerob matsmältning resulterar också i stora mängder biofasta ämnen eller slam som kräver bortskaffande. Olämpligt utsläpp av det näringsrika slammet i floder eller dammar kan orsaka algernas tillväxt eller eutrofiering, vilket dödar fisk och annat vattenliv. Energiförbrukning och överflödig slamproduktion kan minskas genom att avloppsvatten först behandlas med anaeroba mikrober. Även om biologisk avloppsrening är effektiv för att ta bort de flesta organiska föroreningar, tyder studier på att vissa kemikalier, såsom läkemedel, rengöringsmedel, kosmetiska och industriella föreningar, kvarstår efter biologiskt avloppsvatten behandling. Filter och ny teknik kanske kan hantera detta problem.
Fördelar med anaerob matsmältning
Anaerob avloppsvattenrening är mer miljövänlig än aerob matsmältning, eftersom den producerar mindre biomassa, kräver mindre energi och producerar en biogas (metan) som kan återvinnas. Även om både aerob och anaerob behandling ger koldioxid under nedbrytning av bioföroreningar, genererar aerob matsmältning mycket mindre gas. Anaerob matsmältning ger också färre biofasta ämnen, vilket kan utgöra ett avfallsproblem.
Nackdelar med anaerob matsmältning
Även om anaerob nedbrytning av föroreningar i avloppsvatten lämnar ett mindre koldioxidavtryck, är det en långsam process. Det är mindre effektivt än aerob matsmältning och tar bort 70 till 95 procent av organiska föroreningar. Anaeroba mikrober, jämfört med aeroba mikrober, attackerar ett mindre antal föroreningar.