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漲知識丨ORP在污水處理中的應(yīng)用

更新時間:2022-12-09      點擊次數(shù):2881

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,氧化還原電位越低,還原性越強。

對于一個水體來說,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)中存在著多種變價離子和溶解氧,即多個氧化還原電位。通過ORP檢測儀器,污水中的氧化還原電位可以在很短時間內(nèi)被檢測出來,可以大大縮短檢測流程及時間,提高工作效率。


污水處理的各個階段,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以上時進(jìn)行好氧呼吸,在+100mV以下時進(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,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)。


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)工藝的曝氣時間和曝氣強度,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)工藝的曝氣時間和曝氣強度,在滿足生物反應(yīng)條件的同時,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)實時反饋的信息,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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