La limpieza del agua residual de las comunidades e industrias elimina o reduce las bacterias patógenas y los productos químicos tóxicos, y proporciona una fuente de agua apetecible para usos humanos y agrícolas. El tratamiento biológico de aguas residuales utiliza bacterias y otros microorganismos para descomponer los contaminantes orgánicos, es decir, las sustancias que contienen carbono, en compuestos inofensivos o volátiles. El tratamiento biológico generalmente sigue a la remoción de grandes desechos o sólidos de las aguas residuales. Algunos microbios ya residen en aguas residuales; la adición de "lodo activado", que contiene más microbios, aumenta la eficacia de la descomposición. Las instalaciones de aguas residuales usan aeróbicos, anaeróbicos o ambos tipos de microbios. Los pros y los contras de los tratamientos biológicos dependen en parte del origen de las aguas residuales y su tipo de contaminación y métodos aplicados. Algunos métodos, como la filtración de membrana, después del tratamiento biológico, pueden mejorar los resultados.
¿Qué son los tratamientos aeróbico y anaeróbico?
Los microbios aerobios requieren oxígeno y nutrientes orgánicos para trabajar y crecer. Los nutrientes son provistos por el material orgánico en las aguas residuales y el oxígeno generalmente se suministra bombeando aire al tanque de tratamiento. Los productos finales de la digestión aeróbica son energía, dióxido de carbono y sólidos metabolizados que se sedimentan. Los nutrientes y el oxígeno hacen que los microbios aerobios se multipliquen y su mayor número acelera el proceso de digestión.
Los microbios anaeróbicos son bacterias y microorganismos que funcionan en ausencia de oxígeno. Estos microbios descomponen los contaminantes orgánicos más lentamente que los microbios aerobios. Los microbios anaerobios producen metano, dióxido de carbono y más microbios anaeróbicos. Las aguas residuales, que contienen un alto nivel de contaminantes orgánicos, se tratan de manera más eficiente con microbios anaerobios antes de someterse a tratamiento con microbios aerobios.
Pros de la digestión aeróbica
El tratamiento aeróbico de aguas residuales es un proceso rápido y eficiente eliminando al menos el 98 por ciento de los contaminantes orgánicos. Es un proceso de oxidación natural que causa una descomposición eficiente de los contaminantes orgánicos y produce un efluente de agua más limpio que el tratamiento anaeróbico solo. Debido a que la digestión aeróbica es un proceso rápido, puede manejar grandes volúmenes o flujos de aguas residuales.
Contras de la digestión aeróbica
La digestión aeróbica requiere aireación, que utiliza una gran cantidad de energía eléctrica. La energía eléctrica a menudo se genera mediante la quema de combustibles fósiles, que producen gases de efecto invernadero. La digestión aeróbica también da como resultado grandes cantidades de biosólidos, o lodo, que requieren eliminación. La liberación inapropiada del lodo rico en nutrientes en los ríos o estanques puede causar el crecimiento excesivo de algas o la eutrofización, que mata a los peces y otras formas de vida acuática. El consumo de energía y la producción de lodo en exceso pueden reducirse tratando primero las aguas residuales con microbios anaeróbicos. Aunque el tratamiento biológico de aguas residuales es eficiente para eliminar la mayoría de los contaminantes orgánicos, los estudios indican que algunos químicos, como productos farmacéuticos, detergentes, compuestos cosméticos e industriales, aún permanecen después del tratamiento biológico de aguas residuales. Los filtros y las nuevas tecnologías pueden resolver este problema.
Ventajas de la digestión anaeróbica
El tratamiento con aguas residuales anaeróbicas es más respetuoso con el medio ambiente que la digestión aeróbica, ya que produce menos biomasa, requiere menos energía y produce un biogás (metano) que puede reciclarse. Aunque los tratamientos aeróbico y anaeróbico producen dióxido de carbono durante la descomposición de los biocontaminantes, la digestión aeróbica genera mucho menos gas. La digestión anaeróbica también produce menos biosólidos, lo que puede presentar un problema de eliminación.
Contras de la digestión anaeróbica
Aunque la digestión anaeróbica de contaminantes en las aguas residuales deja una huella de carbono más pequeña, es un proceso lento . Es menos eficiente que la digestión aeróbica, eliminando del 70 al 95 por ciento de los contaminantes orgánicos. Los microbios anaerobios, en comparación con los microbios aerobios, atacan una gama más pequeña de contaminantes.
