Jako łatwo biodegradowalne źródło węgla organicznego, mrówczan sodu jest szeroko stosowany w biologicznej denitryfikacji ścieków. Nie ma jednolitego, ustalonego standardu jego dawkowania, które wymaga dynamicznego dostosowania w zależności od charakterystyki jakości wody, procesów oczyszczania i norm zrzutu. Naukowe kontrolowanie dawkowania jest kluczowe dla zrównoważenia efektywności oczyszczania i kosztów eksploatacji. Nadmierne dawkowanie może prowadzić do wzrostu ChZT w ściekach i pęcznienia osadu, podczas gdy niedostateczne dawkowanie nie spełnia wymagań denitryfikacji i wpływa na efektywność usuwania azotu całkowitego.
Z perspektywy kluczowych scenariuszy zastosowania, mrówczan sodu jest głównie stosowany do denitryfikacji w strefach beztlenowych, a jego dawkowanie musi być obliczane na podstawie zasady bilansu węgla i azotu. W systemach oczyszczania osadu czynnego optymalny stosunek składników odżywczych dla mikroorganizmów wynosi BZT5:N:P=100:5:1. Gdy źródło węgla w ściekach jest niewystarczające (BZT5/TKN < 4), należy uzupełnić mrówczan sodu. Odnosząc się do logiki dawkowania podobnych źródeł węgla, do usunięcia 1g azotanów potrzeba około 7g mrówczanu sodu (przeliczonego na odpowiedni produkt źródła węgla), ale tę wartość należy skorygować w zależności od rzeczywistej jakości wody.Charakterystyka jakości wody jest kluczowym czynnikiem wpływającym na dawkowanie. W przypadku ścieków organicznych o niskim stężeniu, dawkowanie mrówczanu sodu jest zazwyczaj kontrolowane na poziomie 50-200 mg/L, co może zaspokoić potrzeby metaboliczne mikroorganizmów; natomiast w przypadku ścieków przemysłowych o wysokiej zawartości azotu, dawkowanie musi być zwiększone do 300-800 mg/L. Należy zauważyć, że mrówczan sodu hamuje mikroorganizmy, gdy jego stężenie przekracza 3000 mg/L, a efekt hamujący wzrasta wraz ze wzrostem stężenia. Dlatego w przypadku oczyszczania ścieków o wysokim stężeniu wymagane jest dawkowanie frakcyjne.
Różnice w procesach oczyszczania bezpośrednio determinują standardy dawkowania. W procesach denitryfikacji głównych, takich jak A²/O i SBR, mrówczan sodu powinien być dozowany do stref beztlenowych, gdzie stężenie tlenu rozpuszczonego jest kontrolowane na poziomie ≤ 0,5 mg/L, a hydrauliczny czas retencji wynosi 2-4 godziny. Dawkowanie musi być dopasowane do obciążenia hydraulicznego procesu. Na przykład, podczas oczyszczania ścieków z wodorosiarczanu sodu za pomocą reaktora UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), dawkowanie powinno być dostosowane w połączeniu z obciążeniem osadu (0,4-1,2 kg ChZT/kg MLSS·d), a składniki odżywcze azotu i fosforu powinny być uzupełniane w celu utrzymania stosunku ChZT:N:P między 100:5:1 a 200:5:1.
Praktyczna kontrola dawkowania musi być zgodna z zasadą „obliczenia teoretyczne + kalibracja w małej skali”. Najpierw dokonuje się wstępnego oszacowania za pomocą wzorów na dawkowanie źródła węgla w oparciu o stężenie azotu całkowitego, azotu azotynowego i tlenu rozpuszczonego w dopływie, a następnie optymalne dawkowanie jest ustalane poprzez testy w małej skali. Podczas eksploatacji należy monitorować wskaźniki osadu, takie jak SV30 i SVI. Luźna struktura osadu może wskazywać na niezrównoważone dawkowanie źródła węgla, co wymaga terminowego dostrojenia. Ponadto, mrówczan sodu może być przygotowany przez konwersję CO₂, a jego zastosowanie w oczyszczaniu ścieków może realizować cykl węglowy. Dawkowanie można zoptymalizować w połączeniu z celami niskoemisyjnego oczyszczania.
Podsumowując, dawkowanie mrówczanu sodu musi opierać się na badaniu jakości wody i adaptacji procesowej, z kluczowym celem utrzymania równowagi składników odżywczych dla mikroorganizmów oraz uniknięcia efektów hamujących i marnotrawstwa zasobów. W praktycznych zastosowaniach należy przeprowadzać dynamiczne dostosowanie w połączeniu z danymi z testów w małej skali i monitorowaniem eksploatacji, aby zrównoważyć efektywność denitryfikacji, wydajność osadu i koszty oczyszczania, w celu osiągnięcia zrzutu zgodnego z normami i maksymalnych korzyści.
