Se trata de un desarrollo de los lodos activados en el cual las funciones de aireación, sedimentación y decantación se llevan a cabo en el mismo reactor. Normalmente se emplea un mínimo de dos tanques de reacción para poder garantizar un tratamiento del agua en continuo. Ocupan muy poca superficie y tienen unos costes muy competitivos, generando un efluente de buena calidad fácilmente tratable para regeneración.

Los reactores discontinuos secuenciales se caracterizan por operar cíclicamente y siguiendo en cada ciclo una secuencia de operaciones de llenado, reacción, sedimentación, extracción y fase inactiva. Las principales ventajas frente a los procesos continuos se basan en la flexibilidad de operación y la fácil automatización.

Las estrategias de control se encaminan a minimizar la duración de ciclo —esto es, optimizar el proceso— y para ello se eligen parámetros que se puedan medir en tiempo real (pH, ORP o O.D.). Un paso adelante lo constituye el desarrollo de algoritmos que permitan controlar y optimizar el tiempo de ciclo, habiéndose desarrollado modelos que que describen la desaparición de contaminantes bajo distintas concentraciones de biomasa y caudales de aireación. También se ha seguido la evolución de los parámetros de control en línea y se han identificado los puntos críticos que determinarán los algoritmos de control. Caracterización de suspensiones bacterianas. El estudio de las suspensiones bacterianas se lleva a cabo desde dos ámbitos distintos: en primer lugar se estudia la estructura microbiológica que determina el diseño de los sistemas de separación sólido-líquido, y en segundo lugar se establece la actividad microbiológica, midiendo cinéticas de desaparición de contaminantes.

Se han puesto a punto las siguientes técnicas de análisis de la estructura: distribución del tamaño de partículas, medición del potencial zeta, microscopia óptica y electrónica de barrido y medición de las sustancias poliméricas extracelulares.Próximamente se dispondrá de un equipo para la medida de la viscosidad de las suspensiones bacterianas. Membranas para la separación sólido líquido.En zonas con escasos recursos hídricos, la reutilización del agua residual se ha convertido en una de las principales estrategias de investigación y aplicación. Una de las principales tecnologías emergentes es la utilización de membranas de micro y ultrafiltración que dan lugar a un efluente de alta calidad y con niveles de bacterias y virus por debajo de los límites de detección. Se estudia la viabilidad de procesos combinados de filtración y depuración biológica, tanto en el uso de biorreactores secuenciales de membrana sumergida como la utilización de la filtración como tratamiento terciario al efluente de un reactor secuencial. Estos estudios se llevan a cabo a escala laboratorio y a escala piloto.

Los procesos de tratamiento de aguas residuales industriales deben satisfacer, por un lado, los requerimientos cada vez mayores de las leyes ecológicas y, por otra parte, es necesario minimizar los costos de construcción y operación, que cada vez juegan un papel más importante en la economía de la industria.

Para poder satisfacer estos requerimientos son necesarios, además de procesos de tratamiento eficaces, estrategias de control adecuadas.

El tratamiento de las aguas industriales residuales que contienen compuestos orgánicos tóxicos, tales como las producidas en las industrias química y petroquímica; textil; resinas sintéticas; fibras artificiales y sintéticas; hules;adhesivos; agroquímicos; pigmentos y colorantes; farmacéutica; plásticos y polímeros; papel y celulosa; siderúrgica; eléctrica y electrónica, es difícil de realizar por métodos biológicos. Muy pocas instalaciones de tratamiento de este tipo de aguas operan satisfactoriamente. Los mayores problemas se presentan debido a la variabilidad del agua residual, tanto en su composición como en su flujo (muchas operaciones en las plantas manufactureras ocurren en forma transitoria: lavado de los tanques, cambio del producto manufacturado, etc.), y debido al hecho de que tales sustancias son inhibidoras de la actividad de los microorganismos (Englande et al., 2005). Es innegable que es necesario proponer opciones tecnológicas para el tratamiento adecuado de aguas residuales inhibitorias, tanto para la protección del medio ambiente como para un posible reúso. En este sentido cabe remarcar que la mayoría de la producción industrial donde se generan aguas inhibitorias se localiza en zonas con severos problemas de escasez de agua o de una alta contaminación del entorno que afecta a la salud de la población debido a que este tipo de efluentes no solo contribuye con materia orgánica, sino con compuestos que presentan toxicidad y cuyos efectos no son percibidos a corto plazo.

Recientemente, las estrategias innovadoras como los procesos discontinuos se han explorado para aumentar las eficiencias del degradación de las aguas residuales.

El término SBR (reactor discontinuo secuencial por sus siglas en inglés) se ha utilizado como sinónimo de la tecnología del tratamiento de aguas residuales donde el volumen del tanque del reactor es variable en el tiempo (Wilderer et al., 2001), estos reactores puede trabajar con la biomasa suspendida, fija o combinada en un lecho móvil.

Los sistemas de tipo SBR funcionan generalmente bajo cinco fases bien definidas: el llenado, reacción, sedimentación, vaciado, y tiempo muerto. En la estrategia de operación usual, la duración de estas fases es determinada típicamente por un operador basado en su experiencia y en exhaustivas pruebas en el laboratorio con una planta experimental. En este modo de operación, la fase de reacción es suficientemente larga para permitir que las sustancias tóxicas sean degradadas. La duración de las fases de sedimentación y vaciado se fijan de acuerdo a las características del lodo activado y el reactor. A pesar de las ventajas inherentes de los procesos discontinuos en lo referente a la biodegradación de sustancias tóxicas, un SBR que funciona bajo la estrategia usual, tiene varios problemas cuando se emplea en la degradación de aguas residuales tóxicas: inhibición de los microorganismos, problemas con choques debido a un aumento repentino en la concentración del compuesto tóxico (picos de concentración), desaclimatación y problemas por ayuno de los microorganismos y bajas eficiencias en la remoción de compuestos tóxicos.

Para superar los problemas discutidos sobre este modo de operación se han reportado el uso de estrategias para el control óptimo de las fases de llenado y de reacción del reactor. Con la estrategia de control óptimo además de poder biodegradar efectivamente las aguas inhibitorias, se logra maximizar la velocidad de degradación de los compuestos tóxicos, disminuyendo el volumen del reactor.