漲知識丨ORP在污水處理中的應(yīng)用

ORP在污水處理中代表著什么

ORP在污水處理中代表氧化還原電位，ORP用來反映水溶液中所有物質(zhì)表現(xiàn)出來的宏觀氧化還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強(qiáng)，氧化還原電位越低，還原性越強(qiáng)。

對于一個(gè)水體來說，往往存在多種氧化還原電位，構(gòu)成復(fù)雜的氧化還原體系。而其氧化還原電位是多種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的綜合結(jié)果。

ORP雖然不能作為某種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)濃度的指標(biāo)，但有助于了解水體的電化學(xué)特征，分析水體的性質(zhì)，是一項(xiàng)綜合性指標(biāo)。

ORP在污水處理中的應(yīng)用

污水系統(tǒng)中存在著多種變價(jià)離子和溶解氧，即多個(gè)氧化還原電位。通過ORP檢測儀器，污水中的氧化還原電位可以在很短時(shí)間內(nèi)被檢測出來，可以大大縮短檢測流程及時(shí)間，提高工作效率。

污水處理的各個(gè)階段，微生物所需求的氧化還原電位不同

一般好氧微生物在+100mV以上均可生長，最適為+300～+400mV；兼性厭氧微生物在+100mV以上時(shí)進(jìn)行好氧呼吸，在+100mV以下時(shí)進(jìn)行無氧呼吸；專性厭氧細(xì)菌要求為-200～-250mV，其中專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌要求為-300～-400mV，最適為-330mV。

好氧活性污泥法系統(tǒng)中正常的氧化還原環(huán)境在+200～+600mV之間。污水生化處理中常見的反應(yīng)過程所適宜的ORP值范圍，如下表所示：

作為好氧生物處理、缺氧生物處理及厭氧生物處理中的控制策略

通過監(jiān)測和管理污水的ORP，工作人員可人為地控制生物反應(yīng)發(fā)生。通過改變工藝運(yùn)行的環(huán)境條件，如：

●加大曝氣量增加溶解氧濃度

●投加氧化性物質(zhì)等措施提高氧化還原電位

●減小曝氣量降低溶解氧濃度

●投加碳源和還原性物質(zhì)降低氧化還原電位，從而實(shí)現(xiàn)促進(jìn)或阻止該反應(yīng)的進(jìn)行。

因此，管理人員利用ORP作為好氧生物處理、缺氧生物處理及厭氧生物處理中的控制參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)更好的處理效果。

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(shí)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)實(shí)踐表明，在反硝化脫氮過程中，當(dāng)ORP對時(shí)間的導(dǎo)數(shù)＜-5時(shí)，反應(yīng)較全。出水中含有硝態(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(shí)，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(shí)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

控制除磷工藝段的處理效果，提高除磷效果

對于生物除磷、除磷包括兩個(gè)步驟：

一是在厭氧環(huán)境下磷的釋放階段，發(fā)酵菌在ORP在-100～-225mV的條件下產(chǎn)生脂肪酸，脂肪酸通過聚磷菌吸收，同時(shí)釋放磷進(jìn)入水體中。

二是在好氧池內(nèi)聚磷菌開始降解上階段吸收的脂肪酸同時(shí)從ATP轉(zhuǎn)化成ADP獲得能量，這種能量的儲存需要從水中吸附過量的磷，吸附磷的反應(yīng)要求好氧池內(nèi)的ORP為+25～+250mV 之間，才能發(fā)生生物除磷的存儲。

因此，工作人員可通過ORP來控制除磷工藝段的處理效果，提高除磷效果。

當(dāng)工作人員不希望在一個(gè)硝化反應(yīng)過程發(fā)生反硝化反應(yīng)或亞硝酸鹽的聚集，必須保持超過+50mV的ORP值。同理，管理人員防止在下水管道系統(tǒng)中發(fā)生惡臭（H2S）的產(chǎn)生，管理人員必須保持管道中超過-50mV的ORP值，以防止硫化物的形成和反應(yīng)。

調(diào)節(jié)工藝的曝氣時(shí)間和曝氣強(qiáng)度，節(jié)能降耗

除此之外，工作人員還可以利用ORP與水中溶解氧的顯著相關(guān)性，通過ORP來調(diào)節(jié)工藝的曝氣時(shí)間和曝氣強(qiáng)度，在滿足生物反應(yīng)條件的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

通過ORP 檢測儀器，工作人員可以根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的信息，快速掌握污水凈化反應(yīng)過程和水體污染狀態(tài)信息，從而實(shí)現(xiàn)污水處理環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理和水環(huán)境質(zhì)量的高效管理。

在廢水處理中，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)眾多，且在各反應(yīng)器內(nèi)影響ORP的因素也不相同。因此，在污水處理中，工作人員還需根據(jù)污水廠實(shí)際，進(jìn)一步研究水中溶解氧、pH、溫度、鹽度等因素與ORP的相關(guān)關(guān)系，建立適合不同水體的ORP控制參數(shù)。

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