Bioaumentação é a adição de uma cultura de bactérias liofilizadas, especialmente preparada para um sistema de tratamento biológico de efluentes. O objetivo do bioaumentação inclui objetivos como:

1) aumentar a população de bactérias mais desejáveis
2) atingir uma meta operacional específica, como degradar compostos orgânicos complexos
3) aumentar a taxa geral de remoção orgânica
4) recuperar-se de um distúrbio do sistema de tratamento biológico.

Muitas ETARs enfrentam condições operacionais difíceis e licenças de descarga rigorosas – sob essas condições, a bioaumentação pode ser uma solução económica, de curto ou longo prazo, para manter a conformidade do efluente e pode evitar uma expansão do sistema de tratamento biológico, incluindo a instalação dispendiosa de arejamento e capacidade adicional.

Uma crença predominante tem sido a de que, com o tempo, microrganismos ideais, resistentes, eficientes e totalmente aclimatados irão povoar o sistema de lamas ativadas. Essa abordagem pressupõe que a população bacteriana nativa ou existente introduzida por rotas como sólidos levados pelo vento, água da chuva e o fluxo afluente da planta, sempre conterá os microrganismos mais adequados e otimizados. Na realidade, mesmo que a população de microrganismos naturais se possa desenvolver numa biomassa de desempenho aceitável, pode haver limitações de desempenho que só podem ser superadas através da introdução de cepas superiores de microrganismos especialmente cultivados. No biorreator de uma estação de tratamento de efluentes industriais, irá encontrar inúmeras cepas de bactérias. Esta diversidade bacteriana é necessária porque alguns tipos de bactérias degradam diferentes compostos de forma mais eficaz e eficiente do que outros. Essas bactérias, geralmente, são adequadas para lidar com os contaminantes nas águas residuais e aclimatam-se, com o tempo, para fornecer um grau suficiente de tratamento, assumindo que uma operação em estado estacionário seja alcançada. Mas poucos, ou nenhum, sistemas de águas residuais industriais atingem condições de operação sempre otimizados.

A biomassa numa ETAR biológica está sempre em estado de fluxo, com diferentes micróbios morrendo enquanto outros estão crescendo e se tornando mais dominantes. Sob condições adversas ou stressantes, como toxicidade, pH variável, baixo oxigénio dissolvido, carga excessiva e temperatura alta (ou baixa) de efluentes, certas populações bacterianas podem ser reduzidas ou eliminadas, causando baixa qualidade do efluente. Sob essas condições stressantes, os sistemas biológicos podem ser muito lentos para se recuperarem. O bioaumento é projetado para resolver o problema de recuperação lenta de biomassa, melhorar a floculação e suplementar populações bacterianas reduzidas ou perdidas.

A natureza e a composição dos fluxos de resíduos industriais mudam com frequência. A variação na composição do efluente pode ser devido a mudanças nos cronogramas de produção, limpeza de equipamentos de processo, derramamentos de produtos químicos na planta de produção ou problemas mecânicos com equipamentos. Devido a essa variabilidade, muitos sistemas de tratamento de efluentes industriais têm populações biológicas que não crescem a níveis ótimos, nem atingem a diversidade bacteriana necessária. Nessas situações, a bioaumentação torna-se uma ferramenta valiosa que pode ser utilizada numa ETAR para melhorar o desempenho do sistema de tratamento biológico.