Là nguồn carbon hữu cơ dễ phân hủy sinh học, natri fomat được sử dụng rộng rãi trong quá trình khử nitrat sinh học nước thải. Không có tiêu chuẩn cố định thống nhất cho liều lượng của nó, cần phải điều chỉnh động theo đặc điểm chất lượng nước, quy trình xử lý và tiêu chuẩn xả thải. Kiểm soát liều lượng khoa học là rất quan trọng để cân bằng hiệu quả xử lý và chi phí vận hành. Liều lượng quá mức có thể gây tăng COD nước thải và hiện tượng bùn nở, trong khi liều lượng không đủ không đáp ứng yêu cầu khử nitrat và ảnh hưởng đến hiệu quả loại bỏ tổng nitơ.
Từ góc độ các kịch bản ứng dụng chính, natri fomat chủ yếu được sử dụng để khử nitrat trong vùng thiếu oxy, và liều lượng của nó cần được tính toán dựa trên nguyên tắc cân bằng carbon-nitơ. Trong hệ thống xử lý bùn hoạt tính, tỷ lệ dinh dưỡng tối ưu cho vi sinh vật là BOD₅:N:P=100:5:1. Khi nguồn carbon trong nước thải không đủ (BOD₅/TKN < 4), cần bổ sung natri fomat. Tham khảo logic liều lượng của các nguồn carbon tương tự, khoảng 7g natri fomat (quy đổi thành sản phẩm nguồn carbon tương ứng) là cần thiết để loại bỏ 1g nitrat nitơ, nhưng giá trị này cần được hiệu chỉnh theo chất lượng nước thực tế.Đặc điểm chất lượng nước là yếu tố cốt lõi ảnh hưởng đến liều lượng. Đối với nước thải hữu cơ nồng độ thấp, liều lượng natri fomat thường được kiểm soát ở mức 50-200mg/L, có thể đáp ứng nhu cầu trao đổi chất của vi sinh vật; trong khi đối với nước thải công nghiệp hàm lượng nitơ cao, liều lượng cần tăng lên 300-800mg/L. Cần lưu ý rằng natri fomat sẽ ức chế vi sinh vật khi nồng độ vượt quá 3000mg/L, và hiệu ứng ức chế tăng lên theo nồng độ. Do đó, cần sử dụng liều lượng phân đoạn trong xử lý nước thải nồng độ cao.
Sự khác biệt trong quy trình xử lý trực tiếp xác định tiêu chuẩn liều lượng. Trong các quy trình khử nitrat chính như A²/O và SBR, natri fomat nên được đưa vào vùng thiếu oxy, nơi oxy hòa tan được kiểm soát ở mức ≤0,5mg/L và thời gian lưu thủy lực là 2-4 giờ. Liều lượng cần phù hợp với tải trọng thủy lực của quy trình. Ví dụ, khi xử lý nước thải natri hydrosulfite bằng bể lắng kỵ khí dòng chảy ngược (UASB), liều lượng nên được điều chỉnh kết hợp với tải trọng bùn (0,4-1,2kgCOD/kgMLSS·d), và bổ sung dinh dưỡng nitơ và phốt pho để duy trì tỷ lệ COD:N:P trong khoảng 100:5:1 đến 200:5:1.
Việc kiểm soát liều lượng thực tế phải tuân theo nguyên tắc "tính toán lý thuyết + hiệu chỉnh thử nghiệm quy mô nhỏ". Đầu tiên, ước tính sơ bộ bằng các công thức liều lượng nguồn carbon dựa trên nồng độ nitơ tổng, nitrit nitơ và oxy hòa tan đầu vào, sau đó xác định liều lượng tối ưu thông qua các thử nghiệm quy mô nhỏ. Trong quá trình vận hành, cần theo dõi các chỉ số bùn như SV30 và SVI. Cấu trúc bùn lỏng có thể cho thấy sự mất cân bằng liều lượng nguồn carbon, đòi hỏi phải điều chỉnh kịp thời. Ngoài ra, natri fomat có thể được điều chế bằng cách chuyển đổi CO₂, và ứng dụng của nó trong xử lý nước thải có thể thực hiện chu trình carbon. Liều lượng có thể được tối ưu hóa kết hợp với các mục tiêu xử lý carbon thấp.
Tóm lại, liều lượng natri fomat phải dựa trên kiểm tra chất lượng nước và thích ứng quy trình, với cốt lõi là duy trì cân bằng dinh dưỡng vi sinh vật và tránh tác động ức chế cũng như lãng phí tài nguyên. Trong các ứng dụng thực tế, cần điều chỉnh động kết hợp với dữ liệu thử nghiệm quy mô nhỏ và giám sát vận hành để cân bằng hiệu quả khử nitrat, hiệu suất bùn và chi phí xử lý, nhằm đạt được tiêu chuẩn xả thải và lợi ích tối đa.
