漲知識丨ORP在污水處理中的應用

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表現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，構成復雜的氧化還原體系。而其氧化還原電位是多種氧化物質與還原物質發生氧化還原反應的綜合結果。

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

ORP在污水處理中的應用

污水系統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以上時進行好氧呼吸，在+100mV以下時進行無氧呼吸；專性厭氧細菌要求為-200～-250mV，其中專性厭氧的產甲烷菌要求為-300～-400mV，最適為-330mV。

好氧活性污泥法系統中正常的氧化還原環境在+200～+600mV之間。污水生化處理中常見的反應過程所適宜的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

通過監測和管理污水的ORP，工作人員可人為地控制生物反應發生。通過改變工藝運行的環境條件，如：

●加大曝氣量增加溶解氧濃度

●投加氧化性物質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降低氧化還原電位，從而實現促進或阻止該反應的進行。

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，可實現更好的處理效果。

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。

缺氧生物處理：

ORP與反硝化狀態的氮濃度在缺氧生物處理過程中存在一定的相關性，可以以此作為判斷反硝化過程是否結束的一個標準。相關實踐表明，在反硝化脫氮過程中，當ORP對時間的導數＜-5時，反應較徹底。出水中含有硝態氮，可以防止產生各種有毒有害物質，例如硫化氫等。

厭氧生物處理：

厭氧反應過程中，當有還原物質產生時，ORP值就會降低；反之，還原物質減少，ORP值就會升高，并且在一定時間段里趨于穩定。

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與硝化反應具有良好的相關性。

對于缺氧生物處理，ORP與反硝化狀態的硝酸鹽氮濃度在缺氧生物處理過程中存在一定的相關性，可以以此作為判斷反硝化過程是否結束的一個標準。

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：

一是在厭氧環境下磷的釋放階段，發酵菌在ORP在-100～-225mV的條件下產生脂肪酸，脂肪酸通過聚磷菌吸收，同時釋放磷進入水體中。

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

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。

當工作人員不希望在一個硝化反應過程發生反硝化反應或亞硝酸鹽的聚集，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中發生惡臭（H2S）的產生，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。

調節工藝的曝氣時間和曝氣強度，節能降耗

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性，通過ORP來調節工藝的曝氣時間和曝氣強度，在滿足生物反應條件的同時，達到節能降耗的目的。

通過ORP 檢測儀器，工作人員可以根據實時反饋的信息，快速掌握污水凈化反應過程和水體污染狀態信息，從而實現污水處理環節的精細化管理和水環境質量的高效管理。

在廢水處理中，發生的氧化還原反應眾多，且在各反應器內影響ORP的因素也不相同。因此，在污水處理中，工作人員還需根據污水廠實際，進一步研究水中溶解氧、pH、溫度、鹽度等因素與ORP的相關關系，建立適合不同水體的ORP控制參數。

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