Los lodos de tratamiento de aguas residuales, o biosólidos, se componen de una mezcla espesa de agua y los desechos sólidos creados como subproducto de los procesos de tratamiento de aguas residuales. Las aguas residuales se producen cuando los hogares, las industrias y las granjas descargan agua contaminada por los desechos de los inodoros, subproductos de los procesos de fabricación, duchas, matanzas de animales y fregaderos. Para evitar daños a la calidad del agua exterior o la vida acuática, el tratamiento del agua se realiza para restaurar la claridad, eliminar el olor y eliminar los contaminantes de las aguas residuales antes de que puedan liberarse de manera segura al medio ambiente. Por lo general, los lodos de tratamiento de aguas residuales se crean durante los pasos primarios y secundarios de este proceso.
Después de que las aguas residuales se conducen a través de tuberías a un tanque séptico o una instalación de tratamiento, la etapa principal del tratamiento de las aguas residuales implica recolectar las aguas residuales en un tanque de sedimentación. Una vez en el tanque, se permite que los sólidos pesados se asienten en el fondo y los sólidos flotantes se elevan hacia la parte superior, creando una capa superpuesta y subyacente de lodo de tratamiento de aguas residuales sin tratar, con agua intercalada entre ellas. La capa superior de lodo suele estar compuesta de grasas, aceites y otras grasas, mientras que la capa inferior contiene sólidos pesados, como materia fecal humana o animal. El lodo primario crudo se espesa y se retira del tanque antes de que las bacterias puedan digerir demasiado.
El agua de la etapa primaria pasa al ambiente exterior oa la etapa secundaria, tratamiento biológico de aguas residuales, donde se producen los lodos de tratamiento de aguas residuales secundarias. Dado que la mayor parte de los sólidos se eliminó en el primer paso, los desechos del agua sobrante se disuelven en su mayor parte y son difíciles de eliminar con un filtro. Los sistemas biológicos de aguas residuales introducen bacterias simples en las aguas residuales y permiten que los organismos se alimenten de los desechos orgánicos solubles. A medida que digieren y eliminan los desechos del agua, las bacterias producen un subproducto sólido que se puede eliminar con un filtro. Después de un tratamiento adicional, estos biosólidos a veces se pueden usar como fertilizante.
Dado que las aguas residuales a menudo contienen productos químicos tóxicos y patógenos, la eliminación segura de los lodos de tratamiento de aguas residuales es importante. Normalmente, la eliminación consiste en tratar el lodo mediante digestión anaeróbica, deshidratar los biosólidos resultantes para formar tortas de lodo y luego enviar las tortas de lodo a un vertedero. La digestión anaeróbica ocurre en un tanque hermético donde las bacterias se alimentan de la materia orgánica en el lodo en un ambiente libre de oxígeno. Los gases producidos por este proceso de digestión a veces se pueden aprovechar para crear biogás, una fuente de energía renovable utilizada en la calefacción o la propulsión de vehículos.
También se puede utilizar la digestión aeróbica, o la descomposición asistida por bacterias en un ambiente oxigenado, de lodos de tratamiento de aguas residuales. Si bien es más rápida que la digestión anaeróbica, la digestión aeróbica es más cara de operar porque consume mucha energía. En sitios de pequeña escala, el compostaje también se puede usar para tratar lodos. El compostaje mezcla desechos con materiales orgánicos con alto contenido de carbono, como madera o paja, y permite la digestión de bacterias aeróbicas. El proceso da como resultado la producción de calor y biosólidos que a veces se pueden usar como fertilizante, según el contenido de los desechos y las regulaciones locales.