Nos processos modernos de tratamento de águas residuais, a adição de fontes de carbono é uma etapa operacional crucial.O objectivo é promover o crescimento e a actividade metabólica dos micro-organismos através do fornecimento das fontes de carbono orgânico necessárias, conseguindo assim uma remoção eficaz dos nutrientes, tais como o nitrogénio e o fósforo, das águas residuais.Calcular com precisão a quantidade de fonte de carbono adicionada não está apenas relacionada com a melhoria da eficiência do processamento, mas também afeta directamente os custos operacionais e os benefícios ambientais.
Princípio básico de cálculo da dose 01 da fonte de carbono
O cálculo da dosagem da fonte de carbono baseia-se principalmente em fatores como a razão BOD5/COD, a taxa de desnitrificação e a remoção total de nitrogénio necessária.:Dosagem da fonte de carbono (calculada como DCO) = ((DCO teórica necessária para a desnitrificação - DCO biodegradável nas águas residuais e nas águas brutas) × coeficiente de conversão.O coeficiente de conversão é geralmente determinado com base na experiência de engenharia real ou em ensaios de simulação de laboratório.
02 Fatores que afectam a dosagem da fonte de carbono
No processo de tratamento de águas residuais, a adição de fontes de carbono como condição necessária para o crescimento microbiano e a desnitrificação requer uma consideração abrangente de vários fatores,Incluindo, mas não limitando-se ao seguinte::
Indicadores de monitorização da qualidade da água: relação C/N (ratio de nitrogénio de carbono): relação entre DCO (demanda de oxigénio químico) e nitrogénio total (TN) ou nitrogénio de Kjeldahl (TKN) nas águas residuais.Para assegurar o processo completo de desnitrificação, geralmente é necessário manter uma relação C/N adequada, como entre 4:1 e 6:1, que podem variar consoante a situação específica.É necessário complementar a fonte de carbono para equilibrar o sistema de reação e melhorar a integridade da desnitrificação.Requisitos para a fase de tratamento biológico: fase de cultivo e domesticação de lamas activas: nesta fase,Os microorganismos necessitam de fontes de carbono suficientes para promover a rápida reprodução e a adaptação ao ambienteProcesso de desnitrificação: com base no projeto do processo de desnitrificação, o processo de desnitrificação pode ser realizado através de um processo de desnitrificação, que consiste em um processo de desnitrificação de água.Selecionar o tipo e o ponto de injecção adequados da fonte de carbono para garantir que a fonte de carbono possa ser eficazmente utilizada no reservatório de desnitrificação., evitando a perda ou o consumo prematuro.
Biodegradabilidade das águas residuais: Tipos de matéria orgânica e dificuldade de degradação.Devem ser selecionadas fontes de carbono de pequenas moléculas que sejam fáceis de degradar e deve ser considerada a sua capacidade de satisfazer as necessidades metabólicas dos micro-organismos em condições específicas.
Economia e segurança: Custo da fonte de carbono: A fonte de carbono selecionada deve ter elevados benefícios económicos, isto é, pode obter bons efeitos de tratamento, reduzindo ao mínimo os custos operacionais.Segurança de armazenamento e utilização: As fontes de carbono adicionadas, como o metanol, o ácido acético, etc., devem ter uma boa estabilidade de armazenamento e segurança de utilização para evitar fugas e poluição ambiental ou riscos de segurança.
Flexibilidade do controlo do processo: posição e método do ponto de dosagem: Determinar a posição ideal do ponto de dosagem com base nas características do fluxo do processo,por exemplo, se se encontra na zona anóxica ou anaeróbica, e se deve adoptar uma dosagem contínua ou intermitente.
Impacto ambiental e restrições regulamentares: Risco de poluição secundária: assegurar que a adição de fontes de carbono não cause novas emissões de poluentes e cumprir as regulamentações ambientais.Somente combinando todos os factores acima mencionados pode ser formulada uma estratégia de adição de fontes de carbono cientificamente razoável, melhorando eficazmente o desequilíbrio das fontes de carbono nas águas residuais e otimizando o desempenho de todo o sistema de tratamento de águas residuais.
Método de cálculo da quantidade de fonte de carbono adicionada em 03
O cálculo da dose da fonte de carbono é uma etapa crucial no tratamento das águas residuais, utilizada para complementar o carbono orgânico necessário para o crescimento microbiano e promover os processos de biodegradação.Aqui estão dois métodos diferentes de cálculo: um método de cálculo simples baseado na procura de eliminação de nitrogénio: quando se utiliza o nitrogénio total de Kjeldahl (TKN) nas águas residuais como referência,A fórmula seguinte pode ser utilizada para calcular a quantidade de fonte externa de carbono que deve ser adicionada (calculada como demanda química de oxigénio COD): Cm=20N - C, onde Cm representa a quantidade de fonte externa de carbono que deve ser adicionada (mg/l ou kg/dia, dependendo da unidade de V); 20 é o rácio NC,que é o rácio teórico de massa do carbono consumido por grama de nitrogénio; N é a quantidade total de nitrogénio de Kjeldahl (TKN) que deve ser removida (mg/l ou kg/dia); C é a diferença entre a fonte de carbono do fluxo de entrada e o fluxo de saída,que é a diferença entre a DCO disponível no sistema de tratamento de águas residuais e a DCO efetivamente necessária (mg/l ou kg/dia)Método de cálculo baseado na diferença COD e na taxa de contribuição COD: Determinar a dose da fonte de carbono com base na diferença COD e na taxa de contribuição COD (aplicável a uma gama mais ampla de cenários,Considerando a entrada, saída e valores-alvo da DCO): dose da fonte de carbono (kg/d) = diferença de DCO (kg/d) / taxa de contribuição da DCO.A diferença de DCO refere-se à lacuna de DCO obtida subtraindo o valor real de DCO do fluxo de entrada do valor de DCO-alvo do reservatório de tratamentoA taxa de contribuição da DCO refere-se à proporção de fontes de carbono adicionadas que podem ser convertidas em DCO durante o processo de reação bioquímica.A selecção dos métodos de cálculo adequados deve ser determinada com base em parâmetros específicos de qualidade da água, fluxo de processo e necessidades nutricionais do sistema microbiano.
