El tratamiento de aguas residuales es el proceso de tomar las aguas residuales y hacerlas aptas para su descarga al medio ambiente. Las aguas residuales pueden formarse mediante una variedad de actividades, que incluyen lavarse, bañarse y usar el inodoro. La escorrentía de agua de lluvia también se considera agua residual. No importa de dónde venga, esta agua está llena de bacterias, químicos y otros contaminantes. El tratamiento de aguas residuales reduce los contaminantes a niveles aceptables para que sean seguras para su descarga al medio ambiente.
En el uso general, existen dos tipos de sistemas de tratamiento de aguas residuales: una planta de tratamiento biológico y una planta de tratamiento físico / químico. La mayoría de los hogares y las empresas generan residuos que pueden descomponerse por medios naturales. Las plantas de tratamiento biológico utilizan bacterias y otros materiales biológicos para descomponer los desechos. Las aguas residuales industriales pueden contener sustancias químicas que pueden dañar el medio ambiente, por lo que se necesita una planta química para tratar estos desechos. Las plantas de tratamiento de aguas residuales físico-químicas utilizan tanto procesos físicos como reacciones químicas para tratar las aguas residuales.
Una planta de tratamiento de aguas residuales biológicas, como una planta de tratamiento municipal, utiliza varios tanques para tratar las aguas residuales que ingresan. Primero, se tamizan las aguas residuales para eliminar los objetos que se quitan fácilmente, algunos de los cuales podrían arruinar la maquinaria de la planta de tratamiento. A continuación, las aguas residuales se llevan a una cuenca de sedimentación primaria donde la materia puede flotar o hundirse en el tanque. El agua restante se envía luego al tanque de tratamiento secundario donde la materia biológica, como las bacterias, elimina gran parte de la materia suspendida restante.
Las sustancias que se eliminan durante el tratamiento del agua se denominan lodos. Este lodo se trata y se puede utilizar como fertilizante o en la recuperación de tierras, o se enviará a vertederos o incineración. Para tratar los lodos, los profesionales de la gestión de residuos pueden utilizar la digestión anaeróbica, la digestión aeróbica o el compostaje. La diferencia entre la digestión anaeróbica y aeróbica es que la digestión aeróbica ocurre en presencia de oxígeno, mientras que la digestión anaeróbica no lo hace. En el compostaje, los lodos se mezclan con carbón antes de introducirlos en las bacterias para su digestión.
Después del tratamiento secundario, el agua se envía a través de un tratamiento terciario. Este tratamiento es la última etapa antes de que se pueda liberar agua al medio ambiente y generalmente termina con un paso de desinfección. Este paso es en realidad un tratamiento químico en un entorno de tratamiento biológico. El agua tratada, llamada efluente, se elimina en el medio ambiente. Esta agua recuperada también se puede utilizar en fuentes y para regar el césped.
El tratamiento físico-químico de aguas residuales comienza con la eliminación de los sólidos en suspensión de las aguas residuales. El agua se bombea a grandes tanques donde la materia se deposita o se hunde, al igual que en una planta de tratamiento biológico. Al igual que en una planta de tratamiento biológico, este proceso puede ser ayudado por agitadores que mezclan el agua y hacen que las partículas pequeñas se unan en partículas más grandes. En una planta físico-química, este proceso también puede ser ayudado por la adición de floculantes, una sustancia química que forma partículas más grandes. También se puede utilizar aire disuelto para ayudar en la eliminación de partículas.
Los procesos químicos incluyen productos químicos añadidos para precipitar materiales disueltos. También se pueden usar productos químicos como el cloro para convertir cianuros en dióxido de carbono y nitrógeno. Los productos químicos orgánicos también se pueden oxidar agregando ozono o peróxido de hidrógeno. Los productos químicos en las aguas residuales también se pueden descomponer mediante el uso de luz ultravioleta. Las plantas de tratamiento municipales también pueden utilizar tratamientos químicos para eliminar materiales como el fósforo de las aguas residuales.