何为氧化还原电位?对生化系统日常运行控制有什么帮助?

氧化还原电位(ORP)的英文全称是oxidation-reduction potential,用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性,可以对整个系统的氧化还原状态给出一个综合指标。ORP是污水处理厂自动控制技术和厌氧精确控制发展的重要方向,对于节省能源、控制厌氧微生物的代谢途径以及改善处理效果具有重要的意义。生化系统中影响ORP值改变的因素比较复杂,包括溶解氧、pH、温度、硝酸盐含量、碳源含量等,其相关性如下:

既然ORP与溶解氧、pH、温度、硝酸盐含量、碳源含量等存在相关性,通过观测ORP的变化,就可以掌握生化系统厌氧、缺氧、好氧池中溶解氧、pH、温度、硝酸盐含量、碳源含量等影响因素是否在适当范围内,从而形成以ORP为依据的生化系统模糊控制。简而言之,就是通过观测ORP,调控生化系统中溶解氧、pH、温度、硝酸盐含量、碳源含量等影响因素,从而达到好的生化效果。那么,我们首先要了解生化系统厌氧、缺氧、好氧池所适宜的不同溶解氧、pH、温度、硝酸盐含量、碳源含量,从而决定加大或减小曝气量、是否补充碱度、调整水温、调整回流比、是否补充碳源等等。1. 溶解氧(DO)ORP随DO的增高而增高。在好氧池中DO应控制在2~4mg/L;缺氧反硝化池DO应在0.2~0.5mg/L;在厌氧池中,分子氧基本上不存在,溶解氧最好小于0.2mg/l。2. pHpH值是引起ORP升降的一个重要因素,pH值越高,ORP越低;pH值越低,ORP越高。好氧微生物最佳pH值为6.5~8.5,其中硝化细菌的最佳pH为7.5~8.2,缺氧反硝化细菌的最佳pH值为6.8~7.5,厌氧产甲烷菌的最适宜pH为6.8~7.2。为控制合适的pH值,一般通过加碱调节的方法控制。3. 温度研究表明,温度越高,溶液的ORP越低。好氧微生物在15~30℃活动旺盛,厌氧微生物最佳温度在35℃附近。4. 硝酸盐含量硝酸盐含量越高,ORP值越高。研究表明,缺氧池反硝化脱氮对应的最佳ORP值为-50~ +50mv,对应的缺氧池末端出水硝酸盐浓度为1.5~2.5mg/L。5. 碳源含量碳源含量越低,ORP值越高,反硝化需要的C/N应不低于4:1,当缺氧池碳源不足时,ORP将会升高。试验表明,当进水COD=250mg/L,BOD=120mg/,TN=55mg/L时,当控制碳源投加量维持缺氧池ORP值在-90±2mv,相比不投加碳源TN去除率提高了51.34%。由此,以ORP值为模糊控制参数可以设计出A2/O工艺发热模糊控制器,根据实际需要控制曝气量、是否补充碱度、调整水温、调整回流比、是否补充碳源等,虽然也需要运维人员根据污水站实际情况做出综合判断,但在一定程度上为污水站的控制和运维提供了参考依据。