Se estima que con los sistemas convencionales de depuración de aguas residuales, se logra eliminar solo el 30% del nitrógeno inicial. Los procesos de nitrificación y desnitrificación son los más utilizados para la eliminación del nitrógeno de las aguas residuales.
Nitrificación: es un proceso biológico aireado en donde se oxida el amoníaco hasta su conversión a nitrato. Se divide en dos etapas, la primera está definida por la oxidación de NH4+ a nitrito (NO2-) y la segunda etapa definida por la oxidación de (nitritos) NO2- a (nitratos) NO3-.
Desnitrificación: es un proceso biológico que tiene lugar en ausencia de oxígeno, en el que el nitrato se transforma en nitrógeno gaseoso que se incorpora a la atmósfera.
Para que estos procesos tengan lugar es necesaria la intervención de bacterias. En la nitrificación es fundamental la presencia de las bacterias Nitrosomona y Nitrobacter. Las primeras, transforman oxidativamente las formas amoniacales de nitrógeno en nitritos, mientras que las segundas, continúan oxidando los nitritos hasta la formación de nitratos.
En la desnitrificación inervienen: Achromobacter, Aerobacter, Alcalibacter, Alcaligenes, Bacillus, etc. Estas bacterias se multiplican a baja velocidad y son muy sensibles a productos químicos y a condiciones ambientales, por lo que muy fácilmente se pierde la función nitrificante que, por otra parte, es difícil de recuperar, al ser de crecimiento lento. La solución es adicionar bacterias que son capaces de actuar conjuntamente con biomasa preexistente, aumentando la eficacia global, de tal manera que la actividad de toda la planta depuradora se incrementa rápidamente.
La aplicación de este tipo de biotecnología puede resultar muy beneficioso en los siguientes casos:
- Fangos activados.
- BAFF.
- Oxidación total.
- Lagunas y balsas aireadas.
- Biofiltros.