Colegas no campo do tratamento de água e recém-chegados à indústria,Hoje vamos conversar sobre algo que pode parecer insignificante no sistema de tratamento de águas residuais mas desempenha um papel crucial.
Quando as pessoas ouvem o termo "fonte de carbono", a primeira coisa que pensam é muitas vezes fontes orgânicas de carbono como glicose ou acetato de sódio, que consideram os pilares da remoção de nitrogênio e fósforo.Como resultado,Mas, honestamente, sem fontes de carbono inorgânico, os nossos sistemas de tratamento biológico podem "dar um ataque de raiva," levando a um declínio acentuado na eficácia do tratamento.
Hoje, vamos desmontá-lo passo a passo para explicar o que são realmente fontes de carbono inorgânico e que papel desempenham no tratamento de águas residuais.
Primeiro, precisamos de esclarecer: o que é uma fonte de carbono inorgânico?
Para dizer o mais simplesmente, as fontes de carbono inorgânico são compostos de carbono que não possuem ligações carbono-hidrogénio, ou seja, fontes de carbono sem sabor "orgânico".As fontes comuns de carbono inorgânico que encontramos são apenas alguns tipos, como bicarbonato de sódio (bicarbonato de sódio), carbonato de sódio, carbonato de cálcio e ácido carbônico formados por dióxido de carbono dissolvido em água.Ao contrário das fontes orgânicas de carbono, que exigem que os micróbios "lutem" para se decomporem antes de poderem ser utilizados, as fontes de carbono inorgânico têm estruturas mais simples.Os micróbios podem "absorvê-los" diretamente ou processá-los ligeiramente para usoEsta é uma vantagem significativa nas reacções bioquímicas no tratamento de águas residuais.
Alguém pode perguntar: "Não temos já fontes de carbono orgânico no nosso sistema de tratamento de águas residuais para fornecer energia para microorganismos?" Estás a acertar no prego na cabeçaO papel das fontes de carbono inorgânico não é apenas o de um "jogador de reserva" - em muitos cenários, é na verdade o "jogador principal".
Começamos com o processo básico do tratamento de águas residuais, o processo de remoção de nitrogénio.Durante a desnitrificaçãoO processo de nitrificação não pode ser feito sem fontes de carbono inorgânico!As bactérias nitrificantes são microrganismos autótrofosO que significa "autotrófico"? It means they don’t rely on consuming organic carbon for survival but instead absorb inorganic carbon sources and utilize the energy generated from oxidizing ammonia nitrogen to synthesize the cellular materials they needSe o sistema de nitrificação não tiver fontes de carbono inorgânicas suficientes, as bactérias nitrificantes não obterão "alimento" suficiente e o seu crescimento e reprodução serão restritos.Consequentemente,, a eficiência da conversão de nitrogênio de amônia em nitritos e nitratos será significativamente reduzida.
Um exemplo prático comum que encontramos é este: muitos fluxos de águas residuais industriais, como as águas residuais químicas e as águas residuais de galvanização,têm um teor extremamente baixo de carbono orgânico, mas elevados níveis de nitrogénio de amoníacoQuando estas águas residuais entram no sistema de tratamento bioquímico, as fontes de carbono orgânico disponíveis são insuficientes para a desnitrificação, muito menos para satisfazer as necessidades das bactérias nitrificantes.Se somente adicionarmos fontes orgânicas de carbono neste pontoPortanto, devemos complementar fontes de carbono inorgânico como bicarbonato de sódio para fornecer às bactérias nitrificantes "alimento"." Isto assegura o progresso suave da reação de nitrificação e estabelece uma base sólida para a subsequente desnitrificação e remoção de nitrogénio.
Além de apoiar a reacção de nitrificação, as fontes de carbono inorgânico têm outra função crucial: manter a estabilidade do pH do sistema bioquímico.O crescimento microbiano tem requisitos de pH muito rigorososO tanque aeróbico requer geralmente um pH entre 6,5 e 8.5No entanto, as reacções bioquímicas no tratamento das águas residuais, em especial a nitrificação, não são necessariamente necessárias para a eliminação dos resíduos.produzem uma grande quantidade de íons hidrogénioQuando o pH diminui, não só é inibida a actividade das bactérias nitrificantes, mas também as funções de outros micro-organismos.como bactérias heterotróficas em lamas activadas, também são afetados.
Neste ponto, fontes de carbono inorgânico como bicarbonato de sódio e carbonato de sódio entram em jogo!Eles neutralizam os íons hidrogénio produzidos durante as reações quando adicionados ao sistemaPor exemplo, o bicarbonato de sódio reage com íons hidrogênio para formar dióxido de carbono e água, neutralizando efetivamente a acidez sem gerar subprodutos nocivos.Além disso, complementa as fontes de carbono para as bactérias autotróficas.Durante o comissionamento no local, muitas vezes encontramos situações em que o pH no tanque aeróbico continua a cair.e a atividade microbiana segue o exemploEsta manobra é praticamente um "procedimento padrão" para os engenheiros de tratamento de águas.
Além disso, no processo de remoção reforçada do fósforo biológico (EBPR), as fontes de carbono inorgânico também desempenham um papel.A remoção biológica do fósforo depende principalmente de organismos que acumulam polifosfato (OPA), que liberam fósforo na fase anaeróbica, enquanto absorvem ácidos graxos voláteis (AVV) e outras fontes de carbono orgânico para armazenamento.Os OPA decompõem a matéria orgânica armazenada para obter energia e absorvem o fósforo em excessoNo entanto, se as águas residuais não possuírem fontes de carbono orgânico suficientes, nomeadamente um baixo teor de águas residuais com ácidos graxos, é necessário que as águas residuais sejam tratadas de forma adequada.Os processos de liberação e absorção de fósforo dos OAP podem ser afectadosEm tais casos, a adição adequada de fontes de carbono inorgânico, tais como bicarbonatos, pode ajudar no metabolismo dos OPA e melhorar a eficiência da remoção do fósforo.que a principal fonte de carbono para a remoção biológica de fósforo permanece carbono orgânico, com fontes de carbono inorgânico que desempenham principalmente funções auxiliares e suplementares.
Além disso, para alguns sistemas industriais de tratamento de águas residuais com alto teor de sal e altamente tóxicos, as vantagens das fontes de carbono inorgânico são ainda mais evidentes.As substâncias tóxicas presentes neste tipo de águas residuais podem inibir a actividade dos micro-organismosA estrutura das fontes de carbono inorgânico é estável e não é facilmente destruída por substâncias tóxicas.Os microrganismos autotróficos têm uma tolerância relativamente mais elevada à toxicidadePor conseguinte, a adição de fontes de carbono inorgânico pode ajudar a manter o metabolismo básico dos microorganismos e garantir que o sistema de tratamento de águas residuais não colapsará devido a fontes insuficientes de carbono.
Neste ponto, alguns amigos podem perguntar: "Como devem ser adicionadas fontes de carbono inorgânico em aplicações práticas?
O que é que a Comissão tem a dizer sobre a questão da qualidade da água?para águas residuais com elevada concentração de nitrogénio de amoníaco e baixo teor de carbono orgânico, deve ser dada especial atenção à procura de bactérias nitrificantes e deve ser calculada a dosagem de fontes de carbono inorgânico.para cada 1 mg de nitrogénio oxidado de amôniaO método de adição também é importante, pois é necessário que a quantidade de iões de bicarbonato seja de aproximadamente 7,14 mg (calculado como HCO −). Este valor é de grande valor de referência na nossa depuração real.É melhor adicionar continuamente do que de repente de uma só vez, que podem evitar flutuações drásticas no pH do sistema e na concentração da fonte de carbono e proporcionar um ambiente estável de crescimento para os microorganismos.É importante prestar atenção à combinação com fontes de carbono orgânicoPor exemplo, a desnitrificação requer fontes orgânicas de carbono, enquanto a nitrificação requer fontes inorgânicas de carbono.
Naturalmente, as fontes de carbono inorgânico não são onipotentes, e também têm limitações.Como as bactérias desnitrificantes são microorganismos heterotróficos que ainda dependem de fontes de carbono orgânico para o fornecimento de energiaAlém disso, se a dosagem for excessiva, pode também trazer alguns problemas, tais como pH elevado do sistema ou alcalinidade total excessiva do efluente, o que aumenta a carga do tratamento subsequente.Então, na prática,, devemos ajustar a dosagem com base nos dados de monitorização da qualidade da água para alcançar uma "alimentação precisa".
O que é necessário é que os Estados-Membros respeitem os princípios da igualdade de tratamento e de igualdade de tratamento.Mas o "melhor parceiro"As fontes de carbono inorgânico desempenham um papel importante no apoio das reações de nitrificação, estabilizando o pH do sistema, ajudando a remoção biológica do fósforo,e de tratar as águas residuais industriais difíceis de degradar.
Nos anos de luta na indústria do tratamento de água, podemos sempre descobrir que detalhes aparentemente insignificantes são muitas vezes a chave para determinar o efeito do tratamento.As fontes de carbono inorgânico são uma presença, e valorizando e utilizando-os de forma eficaz, o nosso sistema de tratamento de esgoto pode funcionar de forma mais estável e eficiente.E também dou as boas vindas aos colegas para conversarem na seção de comentários sobre os pequenos truques e experiências que vocês ganharam no uso de fontes de carbono inorgânico em operações práticas.!
