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閱讀：849發(fā)布時間：2023-8-23
氧化還原電位ORP究竟是什么？它在水處理中都有哪些作用？
一、全什么是ORP?
ORP的英文全稱是oxidation-reduction potential，翻譯過來是氧化還原電位。它是液體中指示電極的氧化還原電位與比較電極的氧化還原電位的差，可以對整個系統(tǒng)的氧化還原狀態(tài)給出一個綜合指標(biāo)。 ★如ORP值低，表明廢水處理系統(tǒng)中還原性物質(zhì)或有機(jī)污染物含量高，溶解氧濃度低，還原環(huán)境占優(yōu)?！?/span>如ORP值高，表明廢水中有機(jī)污染物濃度低，溶解氧或氧化性物質(zhì)濃度高，氧化環(huán)境占優(yōu)。傳統(tǒng)氧化還原水處理技術(shù)存在控制條件不夠精準(zhǔn)、浪費藥劑、對環(huán)境不友好等不足，但借助ORP測量儀器，利用ORP的電信號作為檢測與控制手段，可大大改進(jìn)氧化還原水處理技術(shù)的精準(zhǔn)控制水平，從而提高處理效果。其檢測測原理和pH類似，很多的pH在線檢測儀表具有兩通道的檢測方式，其中就有ORP檢測的通道?？偠灾?，ORP是污水處理廠自動控制技術(shù)和厭氧精確控制發(fā)展的重要方向，對于節(jié)省能源、控制厭氧微生物的代謝途徑以及改善處理效果具有重要的意義。二、ORP的難點及影響因素
由于在廢水處理中，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)眾多，而且在各反應(yīng)器內(nèi)影響ORP的因素也不相同，很難判斷ORP的改變主要哪種因素中的那一種引起的。
因此，在研究ORP改變對污水處理的指示作用前，應(yīng)先了解影響其改變的因素有哪些。
溶解氧（DO）
，DO表示溶解在水中的氧的含量，在好氧池中，出水口出DO應(yīng)控制在2mg/l，如果是純氧曝氣應(yīng)在4mg/l。缺氧池DO應(yīng)在0.5mg/l。在厭氧池中，分子氧基本上不存在，硝態(tài)氮小于0.2mg/l。
DO作為廢水處理的一種氧化劑，是引起系統(tǒng)ORP升高最直接的原因。在純水中，ORP與DO的對數(shù)成線形關(guān)系，ORP隨DO的升高而升高。
PH
廢水處理中，pH值是一個重要的控制因子。好氧微生物和發(fā)酵產(chǎn)酸菌生長pH值為6.5～8.5，厭氧產(chǎn)甲烷菌的宜pH為6.8～7.2。為控制合適的pH值，一般通過加堿調(diào)節(jié)的方法控制。
微生物的污染物的代謝活動對pH值影響很大，在產(chǎn)酸階段，產(chǎn)酸菌分解大分子有機(jī)物產(chǎn)生脂肪酸和二氧化碳有降低pH的作用，但在分解蛋白質(zhì)的過程中產(chǎn)生氨有提升pH值的作用；在產(chǎn)甲烷階段，產(chǎn)甲烷菌利用乙酸產(chǎn)甲烷可提高系統(tǒng)的pH值。
pH值是引起ORP升降的一個重要因素，pH值越高，ORP越低；pH值越低，ORP越高。
值得一提的是，在污水中雖然pH與ORP有一定的相關(guān)性，但由于ORP還受微生物活動、溶解氧等因素的影響，pH與ORP的相關(guān)性沒有在純水中的強(qiáng)。
溫度
在廢水處理過程中，溫度是一個非常重要的指標(biāo)。好氧微生物在15～30℃活動旺盛，厭氧微生物溫度在35℃附近和55℃附近。
在厭氧廢水處理過程中，溫度的改變對微生物的組成和增殖、產(chǎn)甲烷速率、污泥的沉淀性能等都有重要影響，因此，為保證厭氧池運行的穩(wěn)定，廢水在進(jìn)入?yún)捬醭厍耙话阃ㄟ^冷卻塔降溫和水蒸氣加熱的方法調(diào)節(jié)廢水溫度至35℃或55℃。
研究實踐表明，溶液溫度越高，溶液的ORP越低；在廢水處理過程中，溫度的影響也是如此。另外水處理過程溫度越高，ORP越低，還與溫度升高導(dǎo)致水分子團(tuán)簇變小有關(guān)。
此外，溫度的改變也可同時導(dǎo)致酸堿度、氣體溶解度、生物活性的改變以及水體污染物相間平衡的改變，進(jìn)而影響ORP。
微生物的活性
厭氧活性污泥的活性可由比產(chǎn)甲烷速率和比COD去除速率表示。好氧活性污泥的活性也可由比COD去除速率表示。
微生物的活性越高，消耗氧氣的速率和產(chǎn)生還原性物質(zhì)的速率也越快，ORP降低也越迅速 。
ORP作為反映水體宏觀氧化還原性的綜合指標(biāo)，其影響因素種類較多，除上述幾個主要影響因素外，還有壓力、有機(jī)物、固體物質(zhì)、微生物種類等因素的影響。
這些因素不是孤立的，它們相互影響、相互制約。因此，水體的氧化還原性也是多種因素綜合作用的結(jié)果。
三、ORP在污水處理中的應(yīng)用
早些時候，氧化還原電位主要應(yīng)用在工業(yè)廢水的治理中，特別是處理一些金屬精加工中產(chǎn)生的廢水，后來在市政污水處理廠也逐步得到了廣泛的應(yīng)用。 污水系統(tǒng)中存在著多種變價離子和溶解氧，即多個氧化還原電對。通過ORP在線監(jiān)測儀表，污水中的氧化還原電位可以在很短時間內(nèi)被檢測出來，不需要再通過化驗室進(jìn)行的采樣測量，在時間上可以大大縮短化驗流程，提高了工作效率。
好氧生物處理
ORP與COD去除和硝化具有良好的相關(guān)性，通過ORP控制好氧曝氣量，可避免曝氣時間的不足或過量，確保處理出水的水質(zhì)。
缺氧生物處理
ORP與反硝化狀態(tài)的氮濃度在缺氧生物處理過程中存在一定的相關(guān)性，可以以此作為判斷反硝化過程是否結(jié)束的一個標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)實踐表明，在反硝化脫氮過程中，當(dāng)ORP對時間的導(dǎo)數(shù)＜-5時，反應(yīng)較。水中含有硝態(tài)氮，可以防止產(chǎn)生各種有毒有害物質(zhì)，例如硫化氫等。
厭氧生物處理
厭氧反應(yīng)過程中，當(dāng)有還原物質(zhì)產(chǎn)生時，ORP值就會降低；反之，還原物質(zhì)減少，ORP值就會升高，并且在一定時間段里趨于穩(wěn)定。
總而言之，對于污水處理廠的好氧生物處理，ORP與COD、BOD的生物降解，ORP與硝化反應(yīng)具有良好的相關(guān)性。
對于缺氧生物處理，ORP與反硝化狀態(tài)的硝酸鹽氮濃度在缺氧生物處理過程中存在一定的相關(guān)性，可以以此作為判斷反硝化過程是否結(jié)束的一個標(biāo)準(zhǔn)。
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