В водоподготовке питьевой/промышленной воды, а также в очистке сточных вод, существует множество различных технологий для того, чтобы довести воду до необходимого качества. Среди этих технологий можно перечислить химические, физические, комбинированные методы и также биологические. В сравнении с первыми тремя способами, биологические методы очистки являются самыми новыми. Данное направление активно развивается в силу всеобщего тренда на устойчивое развитие и экологичность и поэтому существует множество различных методов. Основоположный принцип работы биологических методов очистки воды базируется на способности живых организмов удалять и разрушать нежелательные элементы. Использование данных технологий имеет свои преимущества перед другими конвенциональными способами:

• Возможность постоянно выводить новые виды микроорганизмов способных с более развитыми способностями к разложению нежелательных веществ;
• Отсутствие вторичного загрязнения воды;
• Отсутствует потребность создавать специальные условия (высокая/низкая температура, высокое/низкое давление).

 

Биологическая очистка вод с может происходить в аэробных и анаэробных условиях. Разница этих условий состоит в том, что процесс удаления из воды вредных веществ осуществляется в присутствии кислорода и без него. В аэробных условиях бактерии разрушают органические вещества на диоксид углерода и биомассу. Такая очистка происходит в аэротанках. Во время анаэробной чистки наоборот необходимо перекрывать доступ кислорода, т.к. анаэробным бактериям он не нужен. И во время разложения загрязнений, микроорганизмы создают метан и углекислый газ. Полученный метан является биогазом и при необходимом оборудовании может стать зеленым источником энергии. Также у многих микроорганизмов есть способность поглощать тяжелые металлы, и они активно используются при устранении высоких концентраций данных веществ. Микроорганизмы, которые чаще всего используются при удалении тяжелых металлов: Arthrobacter, Pseudomonas veronii, Burkholderia, Kosuria Flava, Bacillus cereus, Sporosarcina gingisoli

Не только микроорганизмы способны удалять вредные вещества из воды, существует еще направление фиторемедиации (от греческого языка «фитон» — растение и латинского языка «ремедиум» — восстанавливать). Как можно понять из названия, данный тип технологий базируется на возможности растений восстанавливать почву, воду и воздух. Происходит это за счет способности аккумилировать загрязнения, и выводить их. Фиторемедиация считается экологически чистой технологией будущего, так как является эффективной альтернативой химическим методам и более экономически выгодной. Фитопоглощение, фитодеградация, фитоиспарение, ризодеградация являются отдельными подтипами фиторемедиации и каждый подтип имеет свои преимущества. В водоочистке используют два типа растений:

• Гидрофиты – растения, которые погружены в воду, но могут находиться на поверхности;
• Гелофиты – растения, которые можно обнаружить в болотах.

Эти растения могут выполнять роль механического фильтра. Их фильтрующая способность объясняется «плотностью» растения (т.е. размер листьев, корней, стебля). Они также впитывают в себя тяжелые металлы и другие элементы, а еще способны ускорять оседание взвешенных примесей в воде.

Водоочистка может быть произведена с помощью грибов. Они обладают способностью удалять тяжёлые металлы, а также красители и поэтому часто применяются в водоочистке текстильных сточных вод. Разложение красителей происходит с помощью особого энзима (Глутатионпероксидаза). С некоторыми красителями грибы могут справиться быстро, а на некоторые виды уходит гораздо больше времени. Trametes versicolour, Inonotus hispidus, Aspergillus flavus and Hirschioporus larincinus являются хорошими примерами грибов, они могут удалить кислотный коричневый краситель за 50 часов.