1. Proceso Aerobio
1.1. Proceso que ocurre en presencia de oxígeno
1.1.1. El objetivo del tratamiento biológico de las aguas residuales es eliminar los contaminantes del agua mediante el uso de microorganismos.
1.1.2. En la mayoría de los casos, la materia orgánica soluble e insoluble, así como el nitrógeno, son eliminados eficientemente por la acción biológica.
1.1.3. También el fósforo se puede eliminar biológicamente, aunque dicho proceso todavía no está tan implementado en las estaciones depuradoras como los anteriores.
2. Proceso Anaerobio
2.1. Proceso que ocurre en ausencia de oxígeno.
2.1.1. El tratamiento anaerobio es una de las tecnologías más antiguas para estabilizar los residuos y aguas residuales principalmente para el tratamiento de residuos domésticos (aguas) en fosas sépticas, el tratamiento de lodos en digestores y para el tratamiento de lodos de depuradoras en plantas de tratamiento municipales.
2.1.2. El tratamiento anaerobio consiste en un proceso realizado por grupos bacterianos específicos que en ausencia de oxígeno trasforman la materia orgánica en una mezcla de gases, fundamentalmente metano y CO2, conocida como biogás. La materia orgánica puede estar compuesta por residuos sólidos orgánicos o aguas residuales provenientes de las industrias con contenido de materia orgánica.
3. Sustrato
3.1. está basado en un proceso convencional de tratamiento de agua residuales pero la separación de microorganismos se lleva a cabo mediante una filtración con membranas.
3.1.1. Los procesos de tratamiento biológico de aguas residuales son diseñados inicialmente para eliminar la materia orgánica tanto disuelta como suspendida en el agua residual.
3.1.2. Las condiciones medioambientales son optimizadas para favorecer el crecimiento de los micro-organismos los cuales utilizan dicha materia orgánica como sustrato.
4. Desnitrificación Anóxica
4.1. Proceso que ocurre en ausencia de oxígeno pero en el que hay otros aceptores de electrones como el nitrato, que se convierte biológicamente a nitrógeno gas (desnitrificación).
4.1.1. El agua con ausencia de oxígeno (menos de 0.5 mg/l de oxígeno disuelto) se indica como anóxica.
4.1.2. Las condiciones en el tratamiento anóxico de aguas residuales indican que se pueden utilizar los iones de nitrato NO3- o SO42- como agentes de oxidación cuando se descompone la materia orgánica.
5. Eliminación Biológica de los Nutrientes
5.1. Conversión biológica de nitrógeno (presente en el agua como amoníaco) en nuevos microorganismos y otros productos, tanto gaseosos como en disolución y acumulación biológica de fósforo (presente en el agua como fosfato) en el interior de los microorganismos.
5.1.1. Su funcionamiento discontinuo, basado en ciclos que se repiten a lo largo del tiempo, les proporciona una gran flexibilidad para adaptarse a diferentes modalidades de tratamiento y, en concreto, para la eliminación de nutrientes.
6. Nitrificación
6.1. Proceso biológico aerobio en el que el amonio se oxida a nitrito y, posteriormente, el nitrito se oxida a nitrato.
6.1.1. La nitrificación es el primer paso en la eliminación del nitrógeno en las aguas residuales. Este proceso se puede llevar a cabo gracias a dos géneros de bacterias, nitrosomas y nitrobacter.
6.1.1.1. Los nitrosomas oxidan el amoniaco en nitrito, siendo éste un producto intermedio.
6.1.1.2. Las nitrobacter transforman el nitrito a nitrato.
6.1.2. Las bacterias nitrificantes son organismos extremadamente sensibles y que se ven afectados por numerosos factores como son: temperatura, oxígeno disuelto, pH, alcalinidad, etc.
7. Desnitrificación
7.1. Proceso biológico anóxico en el que el nitrato se reduce a nitrógeno gas.
7.1.1. La desnitrificación es la segunda etapa de la eliminación del nitrógeno en las aguas residuales, la cual se da en condiciones anóxicas, donde previamente el nitrato es reducido a nitrito y posteriormente a nitrógeno gas, mediante la acción de bacterias heterótrofas facultativas.
7.1.2. La desnitrificación puede ser afectada por varios factores, entre los que destacan la temperatura, el oxígeno disuelto, el pH, la cantidad de materia orgánica fácilmente disponible y la concentración de nitrato.