El afluente de aguas residuales recogidas en las plantas de tratamiento de desechos municipales suele contener altos niveles de nitrógeno en forma de nitratos y compuestos de amoníaco (NH3, amoníaco anhidro; NH4OH, hidróxido amónico, etc.). El nitrógeno es un fertilizante excelente, que favorece el crecimiento de las plantas en suelos y agua. El crecimiento de plantas excesivamente activas puede dañar los ecosistemas si el efluente se descarga en aguas naturales, como arroyos, ríos, lagos e incluso mares. La desnitrificación del metanol es un método sencillo, efectivo y comparativamente económico, de eliminar el exceso de nitrógeno e inhibir el crecimiento de plantas.
En su sentido más amplio, la desnitrificación es la eliminación de nitrógeno y compuestos de nitrógeno del suelo y del agua. La intención consiste en reducir la cantidad de fertilizante disponible para la vida vegetal y reducir así la velocidad de crecimiento de las algas. Esto es necesario en circunstancias en las que una extensión de agua reciba una combinación de agentes nutritivos orgánicos y nitrogenados en exceso. En esta situación, el crecimiento de las plantas puede hacerse excesivo hasta el punto de agotarse el oxígeno disuelto por debajo de la concentración umbral necesario para ser compatible con la ecología de la columna de agua.
La desnitrificación es una reacción de reducción bioquímica de fase líquida que es facilitada por la presencia de metanol. En condiciones anaerobias (sin oxígeno), los microorganismos tales como las bacterias convierten los compuestos nitrogenados , (por ejemplo, radical amonio (NH4+), amoníaco (NH3), nitratos (NO3-1), nitritos (NO2-1) y nitrógeno orgánico proteínico) en nitrógeno elemental (N2). La reacción química total es la siguiente:
6 NO3-1 + 5 CH3OH(l) → 5 CO2(g) + 3 N2(g) + 7 H2O(l) + 6 OH-1(l).
Los átomos de nitrógeno elemental se combinan y forman un gas (N2(g)) que se escapa a la atmósfera, reduciendo así la disponibilidad de nitrógeno en la descarga de aguas residuales.
La limitación de la cantidad de nitrógeno disponible como fertilizante reduce la velocidad de crecimiento de las plantas. También disminuye la absorción de oxígeno, y el oxígeno disuelto se hace más disponible en toda la columna de agua
En resumidas cuentas, se añade metanol al efluente de las plantas de tratamiento de aguas residuales para conservar la ecología natural y proteger el medio ambiente, La adición de metanol, líquido biodegradable soluble en agua, a filtros de desnitrificación de plantas de proceso, puede proporcionar una forma bien dispersa de carbón solubilizado, que es utilizado por un grupo de organismos para desnitrificar el efluente. Cientos de plantas de tratamiento de aguas residuales están usando actualmente la desnitrificación para cumplir los estrictos límites reguladores de la EPA para nitrógeno en efluentes de plantas de tratamiento de desechos con unos resultados excelentes. Esto se puede hacer a un coste considerablemente menor que algunas tecnologías alternativas.
