Como fuente de carbono orgánico fácilmente biodegradable, el formiato de sodio se utiliza ampliamente en la desnitrificación biológica de aguas residuales. No existe un estándar fijo unificado para su dosificación, que debe ajustarse dinámicamente según las características de la calidad del agua, los procesos de tratamiento y los estándares de descarga. El control científico de la dosificación es crucial para equilibrar la eficiencia del tratamiento y el costo operativo. Una dosificación excesiva puede provocar un aumento del COD del efluente y un apelmazamiento del lodo, mientras que una dosificación insuficiente no cumple con los requisitos de desnitrificación y afecta la eficiencia de eliminación del nitrógeno total.
Desde la perspectiva de los escenarios de aplicación clave, el formiato de sodio se utiliza principalmente para la desnitrificación en zonas anóxicas, y su dosificación debe calcularse basándose en el principio de equilibrio carbono-nitrógeno. En los sistemas de tratamiento de lodos activados, la relación de nutrientes óptima para los microorganismos es DBO₅:N:P=100:5:1. Cuando la fuente de carbono en las aguas residuales es insuficiente (DBO₅/TKN < 4), es necesario suplementar formiato de sodio. Refiriéndose a la lógica de dosificación de fuentes de carbono similares, se requieren aproximadamente 7 g de formiato de sodio (convertido al producto de fuente de carbono correspondiente) para eliminar 1 g de nitrato de nitrógeno, pero este valor debe corregirse según la calidad real del agua.Las características de la calidad del agua son el factor central que afecta la dosificación. Para aguas residuales orgánicas de baja concentración, la dosificación de formiato de sodio generalmente se controla entre 50 y 200 mg/L, lo que puede satisfacer las necesidades metabólicas de los microorganismos; mientras que para aguas residuales industriales con alto contenido de nitrógeno, la dosificación debe aumentarse a 300-800 mg/L. Cabe señalar que el formiato de sodio inhibirá a los microorganismos cuando su concentración supere los 3000 mg/L, y el efecto inhibitorio se fortalece con el aumento de la concentración. Por lo tanto, se requiere una dosificación fraccionada en el tratamiento de aguas residuales de alta concentración.
Las diferencias en los procesos de tratamiento determinan directamente los estándares de dosificación. En los procesos de desnitrificación principales como A²/O y SBR, el formiato de sodio debe dosificarse en zonas anóxicas, donde el oxígeno disuelto se controla a ≤0.5 mg/L y el tiempo de retención hidráulica es de 2-4 horas. La dosificación debe coincidir con la carga hidráulica del proceso. Por ejemplo, al tratar aguas residuales de hidrosulfito de sodio con un reactor de manto de lodo anaeróbico ascendente (UASB), la dosificación debe ajustarse en combinación con la carga de lodo (0.4-1.2 kgCOD/kgMLSS·d), y se deben suplementar nutrientes de nitrógeno y fósforo para mantener la relación COD:N:P entre 100:5:1 y 200:5:1.
El control práctico de la dosificación debe seguir el principio de "cálculo teórico + calibración de prueba a pequeña escala". Primero, se realiza una estimación preliminar utilizando fórmulas de dosificación de fuentes de carbono basadas en las concentraciones de nitrógeno total, nitrito de nitrógeno y oxígeno disuelto del afluente, y luego se determina la dosificación óptima a través de pruebas a pequeña escala. Durante la operación, se deben monitorear los indicadores del lodo como SV30 y SVI. Una estructura de lodo suelta puede indicar un desequilibrio en la dosificación de la fuente de carbono, lo que requiere un ajuste fino oportuno. Además, el formiato de sodio se puede preparar mediante conversión de CO₂, y su aplicación en el tratamiento de aguas residuales puede realizar un ciclo de carbono. La dosificación se puede optimizar en combinación con objetivos de tratamiento con bajo contenido de carbono.
En resumen, la dosificación de formiato de sodio debe basarse en las pruebas de calidad del agua y la adaptación del proceso, con el núcleo de mantener el equilibrio de nutrientes microbianos y evitar efectos inhibitorios y desperdicio de recursos. En aplicaciones prácticas, se debe realizar un ajuste dinámico en combinación con datos de pruebas a pequeña escala y monitoreo de la operación para equilibrar la eficiencia de la desnitrificación, el rendimiento del lodo y el costo del tratamiento, a fin de lograr una descarga conforme a las normas y beneficios máximos.
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