Como fonte de carbono orgânico prontamente biodegradável, o formiato de sódio é amplamente utilizado na desnitrificação biológica de águas residuais. Não existe um padrão fixo unificado para sua dosagem, que precisa ser ajustada dinamicamente de acordo com as características da qualidade da água, processos de tratamento e padrões de descarga. O controle científico da dosagem é crucial para equilibrar a eficiência do tratamento e o custo operacional. A dosagem excessiva pode causar um aumento no DQO do efluente e no inchaço do lodo, enquanto a dosagem insuficiente não atende aos requisitos de desnitrificação e afeta a eficiência da remoção total de nitrogênio.
Do ponto de vista dos cenários de aplicação chave, o formiato de sódio é usado principalmente para desnitrificação em zonas anóxicas, e sua dosagem precisa ser calculada com base no princípio do balanço carbono-nitrogênio. Em sistemas de tratamento de lodo ativado, a proporção ideal de nutrientes para microrganismos é DBO₅:N:P=100:5:1. Quando a fonte de carbono nas águas residuais é insuficiente (DBO₅/TKN < 4), o formiato de sódio precisa ser suplementado. Referindo-se à lógica de dosagem de fontes de carbono semelhantes, aproximadamente 7g de formiato de sódio (convertido para o produto de fonte de carbono correspondente) é necessário para remover 1g de nitrogênio de nitrato, mas este valor precisa ser corrigido de acordo com a qualidade real da água.As características da qualidade da água são o fator central que afeta a dosagem. Para águas residuais orgânicas de baixa concentração, a dosagem de formiato de sódio é geralmente controlada em 50-200mg/L, o que pode atender às necessidades metabólicas dos microrganismos; enquanto para águas residuais industriais ricas em nitrogênio, a dosagem precisa ser aumentada para 300-800mg/L. Deve-se notar que o formiato de sódio inibirá os microrganismos quando sua concentração exceder 3000mg/L, e o efeito inibitório aumenta com o aumento da concentração. Portanto, a dosagem fracionada é necessária no tratamento de águas residuais de alta concentração.
Diferenças nos processos de tratamento determinam diretamente os padrões de dosagem. Em processos de desnitrificação convencionais, como A²/O e SBR, o formiato de sódio deve ser dosado em zonas anóxicas, onde o oxigênio dissolvido é controlado em ≤0,5mg/L e o tempo de retenção hidráulica é de 2-4 horas. A dosagem precisa corresponder à carga hidráulica do processo. Por exemplo, ao tratar águas residuais de hidrossulfito de sódio com um reator anaeróbio de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), a dosagem deve ser ajustada em combinação com a carga de lodo (0,4-1,2kgDQO/kgSSV·d), e nutrientes de nitrogênio e fósforo devem ser suplementados para manter o COD:N:P entre 100:5:1 e 200:5:1.
O controle prático da dosagem deve seguir o princípio de "cálculo teórico + calibração por teste em pequena escala". Primeiro, uma estimativa preliminar é feita usando fórmulas de dosagem de fonte de carbono com base nas concentrações de nitrogênio total afluente, nitrogênio de nitrito e oxigênio dissolvido, e então a dosagem ótima é determinada através de testes em pequena escala. Durante a operação, indicadores de lodo como SV30 e SVI devem ser monitorados. Uma estrutura de lodo solta pode indicar desequilíbrio na dosagem da fonte de carbono, o que requer ajuste fino oportuno. Além disso, o formiato de sódio pode ser preparado por conversão de CO₂, e sua aplicação no tratamento de águas residuais pode realizar o ciclo do carbono. A dosagem pode ser otimizada em combinação com metas de tratamento de baixo carbono.
Em resumo, a dosagem de formiato de sódio deve ser baseada em testes de qualidade da água e adaptação do processo, com o cerne na manutenção do equilíbrio de nutrientes microbianos e na prevenção de efeitos inibitórios e desperdício de recursos. Em aplicações práticas, o ajuste dinâmico deve ser realizado em combinação com dados de testes em pequena escala e monitoramento operacional para equilibrar a eficiência da desnitrificação, o desempenho do lodo e o custo de tratamento, a fim de alcançar a descarga dentro dos padrões e benefícios máximos.
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