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涨知识丨ORP在污水处理中的应用

发布时间:2022-12-09      点击次数:389

ORP在污水处理中代表着什么

ORP在污水处理中代表氧化还原电位,ORP用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性。氧化还原电位越高,氧化性越强,氧化还原电位越低,还原性越强。

对于一个水体来说,往往存在多种氧化还原电位,构成复杂的氧化还原体系。而其氧化还原电位是多种氧化物质与还原物质发生氧化还原反应的综合结果。

ORP虽然不能作为某种氧化物质与还原物质浓度的指标,但有助于了解水体的电化学特征,分析水体的性质,是一项综合性指标。


ORP在污水处理中的应用

污水系统中存在着多种变价离子和溶解氧,即多个氧化还原电位。通过ORP检测仪器,污水中的氧化还原电位可以在很短时间内被检测出来,可以大大缩短检测流程及时间,提高工作效率。


污水处理的各个阶段,微生物所需求的氧化还原电位不同

一般好氧微生物在+100mV以上均可生长,最适为+300~+400mV;兼性厌氧微生物在+100mV以上时进行好氧呼吸,在+100mV以下时进行无氧呼吸;专性厌氧细菌要求为-200~-250mV,其中专性厌氧的产甲烷菌要求为-300~-400mV,最适为-330mV。

好氧活性污泥法系统中正常的氧化还原环境在+200~+600mV之间。污水生化处理中常见的反应过程所适宜的ORP值范围,如下表所示:


 

 

作为好氧生物处理、缺氧生物处理及厌氧生物处理中的控制策略

通过监测和管理污水的ORP,工作人员可人为地控制生物反应发生。通过改变工艺运行的环境条件,如:

●加大曝气量增加溶解氧浓度

●投加氧化性物质等措施提高氧化还原电位

●减小曝气量降低溶解氧浓度

●投加碳源和还原性物质降低氧化还原电位,从而实现促进或阻止该反应的进行。

因此,管理人员利用ORP作为好氧生物处理、缺氧生物处理及厌氧生物处理中的控制参数,可实现更好的处理效果。

好氧生物处理:

ORP与COD去除和硝化具有良好的相关性,通过ORP控制好氧曝气量,可避免曝气时间的不足或过量,确保处理出水的水质。

缺氧生物处理:

ORP与反硝化状态的氮浓度在缺氧生物处理过程中存在一定的相关性,可以以此作为判断反硝化过程是否结束的一个标准。相关实践表明,在反硝化脱氮过程中,当ORP对时间的导数<-5时,反应较全。出水中含有硝态氮,可以防止产生各种有毒有害物质,例如硫化氢等。

厌氧生物处理:

厌氧反应过程中,当有还原物质产生时,ORP值就会降低;反之,还原物质减少,ORP值就会升高,并且在一定时间段里趋于稳定。

总而言之,对于污水处理厂的好氧生物处理,ORP与COD、BOD的生物降解,ORP与硝化反应具有良好的相关性。

对于缺氧生物处理,ORP与反硝化状态的硝酸盐氮浓度在缺氧生物处理过程中存在一定的相关性,可以以此作为判断反硝化过程是否结束的一个标准。


控制除磷工艺段的处理效果,提高除磷效果

对于生物除磷、除磷包括两个步骤:

一是在厌氧环境下磷的释放阶段,发酵菌在ORP在-100~-225mV的条件下产生脂肪酸,脂肪酸通过聚磷菌吸收,同时释放磷进入水体中。

二是在好氧池内聚磷菌开始降解上阶段吸收的脂肪酸同时从ATP转化成ADP获得能量,这种能量的储存需要从水中吸附过量的磷,吸附磷的反应要求好氧池内的ORP为+25~+250mV 之间,才能发生生物除磷的存储。

因此,工作人员可通过ORP来控制除磷工艺段的处理效果,提高除磷效果。

当工作人员不希望在一个硝化反应过程发生反硝化反应或亚硝酸盐的聚集,必须保持超过+50mV的ORP值。同理,管理人员防止在下水管道系统中发生恶臭(H2S)的产生,管理人员必须保持管道中超过-50mV的ORP值,以防止硫化物的形成和反应。


调节工艺的曝气时间和曝气强度,节能降耗

除此之外,工作人员还可以利用ORP与水中溶解氧的显著相关性,通过ORP来调节工艺的曝气时间和曝气强度,在满足生物反应条件的同时,达到节能降耗的目的。

通过ORP 检测仪器,工作人员可以根据实时反馈的信息,快速掌握污水净化反应过程和水体污染状态信息,从而实现污水处理环节的精细化管理和水环境质量的高效管理。

在废水处理中,发生的氧化还原反应众多,且在各反应器内影响ORP的因素也不相同。因此,在污水处理中,工作人员还需根据污水厂实际,进一步研究水中溶解氧、pH、温度、盐度等因素与ORP的相关关系,建立适合不同水体的ORP控制参数。


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