Perché la relazione tra ORP e vari fattori, come ORP e pH, ORP e DO, provoca cambiamenti nei valori ORP?Per comprendere la relazione tra le variazioni dei valori ORP e vari fattori, dobbiamo iniziare con la definizione di ORP!
1、 La definizione di ORP è il nome completo in inglese di ORP, che si traduce in potenziale di ossidazione-riduzione.Si tratta della differenza tra il potenziale di ossidazione-riduzione dell'elettrodo indicatore e dell'elettrodo di confronto nel liquido, che può fornire un indicatore completo dello stato di ossidazione-riduzione dell'intero sistema.indica che il contenuto di sostanze riducenti o inquinanti organici nel sistema di trattamento delle acque reflue è elevato, la concentrazione di ossigeno disciolto è bassa e l'ambiente di riduzione è dominante.la concentrazione di ossigeno disciolto o di sostanze ossidanti è elevataLa tecnologia tradizionale di trattamento delle acque per riduzione dell'ossidazione presenta carenze quali condizioni di controllo imprecise, spreco di sostanze chimiche,e non rispettoso dell'ambienteTuttavia, con l'aiuto di strumenti di misurazione ORP e l'uso di segnali elettrici ORP come mezzi di rilevamento e controllo,il livello di controllo preciso della tecnologia di trattamento dell'acqua a riduzione dell'ossidazione può essere notevolmente miglioratoIl suo principio di rilevamento è simile al pH e molti strumenti di rilevamento online di pH hanno un metodo di rilevamento a due canali, incluso il canale di rilevamento ORP.In sintesi, l'ORP è una direzione importante per lo sviluppo della tecnologia di controllo automatico e del controllo di precisione anaerobica negli impianti di depurazione delle acque reflue, che ha un grande significato per il risparmio energetico,controllo delle vie metaboliche dei microrganismi anaerobici, e migliorare l'efficacia del trattamento.
2、 A causa delle numerose reazioni di riduzione-ossidazione che si verificano nel trattamento delle acque reflue e dei diversi fattori che influenzano l'ORP in ciascun reattore,è difficile determinare quale fattore sia la causa principale delle variazioni dell'ORPAd esempio, nel sistema di trattamento dei fanghi attivi sono presenti molte sostanze organiche e grandi variazioni della concentrazione di materia organica causano piccole variazioni dell'ORP.ma è difficile determinare quale materia organica sia la causa principale delle variazioni ORPPertanto, prima di studiare l'effetto indicativo delle modifiche delle ORP sul trattamento delle acque reflue, è necessario prima comprendere i fattori che ne influenzano i cambiamenti.
1Come è noto, l'ossigeno disciolto (DO) si riferisce alla quantità di ossigeno disciolto in acqua.deve essere controllata a 4 mg/lIl DO del serbatoio di denitrificazione anossida deve essere pari a 0,5 mg/l. Nei serbatoi anaerobici l'ossigeno molecolare è praticamente inesistente e l'azoto nitrato è preferibilmente inferiore a 0,2 mg/l.come ossidante nel trattamento delle acque reflueIn acqua pura, esiste una relazione lineare tra logaritmo ORP e DO, e ORP aumenta con l'aumento di DO. 2.Nel trattamento delle acque reflue al pHIl pH ottimale per la crescita di microrganismi aerobici e batteri produttori di acidi fermentativi è di 6,5 - 8.5, mentre il pH ottimale per i batteri che producono metano anaerobico è di 6,8-7
2L'attività metabolica degli inquinanti microbici ha un impatto significativo sul valore del pH.Durante la fase di produzione acida, i batteri produttori di acidi decompongono le grandi molecole organiche per produrre acidi grassi e anidride carbonica, che hanno un effetto di abbassamento del pH.la produzione di ammoniaca durante la decomposizione delle proteine ha un effetto di aumento del pHDurante la fase di produzione di metano, i batteri produttori di metano possono utilizzare l'acido acetico per produrre metano, che può aumentare il valore del pH del sistema.Il valore del pH è un fattore importante che causa l'aumento e la diminuzione dell'ORP, e più alto è il valore del pH, più basso è l'ORP; più basso è il valore del pH, più alto è l'ORP.la correlazione tra pH e ORP non è così forte come in acqua pura a causa dell'influenza dell'attività microbica, ossigeno disciolto e altri fattori sull' ORP.
3. Temperatura
La temperatura è un indicatore molto importante nel processo di trattamento delle acque reflue.mentre i microrganismi anaerobici hanno temperature ottimali intorno ai 35 °C e ai 55 °C.
Nel processo di trattamento anaerobico delle acque reflue, le variazioni di temperatura hanno un impatto significativo sulla composizione e sulla proliferazione dei microrganismi, sul tasso di produzione di metano,e prestazioni di sedimentazione dei fanghiPertanto, per garantire la stabilità del funzionamento anaerobico della cisterna,la temperatura delle acque reflue è generalmente regolata a 35 °C o 55 °C mediante torri di raffreddamento e riscaldamento a vapore prima di entrare nel serbatoio anaerobico.
La pratica della ricerca ha dimostrato che più alta è la temperatura della soluzione, più basso è l'ORP della soluzione; l'impatto della temperatura è anche lo stesso nel processo di trattamento delle acque reflue.,Più alta è la temperatura nel processo di trattamento dell'acqua, più basso è l'ORP, che è anche correlato alla diminuzione dei gruppi di molecole d'acqua causata dall'aumento della temperatura.
Inoltre, i cambiamenti di temperatura possono anche portare a cambiamenti nell'acidità, nella solubilità dei gas, nell'attività biologica e nell'equilibrio tra gli inquinanti dell'acqua, influenzando così l'ORP.
4Composizione dei microrganismi
Nei sistemi di trattamento biologico delle acque reflue esiste un ecosistema unico.
In un bioreattore anaerobico a due fasi è stata ottenuta una separazione efficace tra batteri che producono acidi e batteri che producono metano, facilitando il controllo e la gestione del sistema.Nel UASB dominato dal fango flocculento, i batteri che producono acidi e i batteri che producono metano sono stati selezionati sequenzialmente lungo la direzione del flusso d'acqua.la specie batterica dominante passa da batteri che producono acidi a batteri che producono metano dall'esterno verso l'interno.
Nei sistemi di reazione anaerobici è necessario controllare la concentrazione di DO e l'ORP molto bassi, in particolare nella fase di produzione di metano,con potenza di ossidazione-riduzione non superiore a -330 mV.
La presenza di ossigeno disciolto è inevitabile nell'afflusso, ma nell'ecosistema unico,l'ORP del sistema diminuisce rapidamente fino a raggiungere l'intervallo adatto alla crescita dei batteri del metano grazie agli effetti sinergici e simbiotici tra microrganismi aerobiciQuesto fenomeno di basso potenziale redox si verifica non solo nei reattori anaerobici, ma anche nei fanghi floccolanti nei serbatoi di aerazione. 5.L'attività dei microrganismi nei fanghi attivi anaerobici può essere rappresentata dal tasso massimo di produzione di metano specifico e dal tasso massimo di rimozione di COD specificoL'attività del fango attivo aerobico può essere espressa anche dal tasso massimo di rimozione specifico delle COD.più veloce è il consumo di ossigeno e la produzione di sostanze riducentiL'ORP, come indicatore globale che riflette le proprietà redox macroscopiche dei corpi idrici, ha vari fattori di influenza.Oltre ai principali fattori di influenza sopra menzionati, ci sono anche fattori quali la pressione, la materia organica, la materia solida e le specie microbiche.le proprietà redox dei corpi idrici sono anche il risultato di una combinazione di fattori multipli.
3、 L'applicazione dell'ORP nel trattamento delle acque reflue.specialmente nel trattamento delle acque reflue prodotte da lavorazioni di precisione dei metalliIn seguito, è stato gradualmente ampiamente utilizzato negli impianti di trattamento delle acque reflue municipali.Attraverso gli strumenti di monitoraggio online ORP, il potenziale di riduzione dell'ossidazione nelle acque reflue può essere rilevato in tempi molto brevi, senza la necessità di campionamento e misurazione in laboratorio.Questo può ridurre notevolmente il processo di prova e migliorare l'efficienza del lavoroLe reazioni redox importanti nei sistemi di trattamento delle acque reflue comprendono la biodegradazione di inquinanti organici quali carbonio, azoto e fosforo, idrolisi e acidificazione della materia organica,reazioni di nitrificazione e denitrificazione, rilascio di fosforo anaerobico da parte degli organismi, assorbimento di fosforo aerobico, ecc.
1Il potenziale di riduzione dell'ossidazione richiesto dai microrganismi varia nelle diverse fasi di trattamento delle acque reflue.con una gamma ottimale da +300 a +400mV; i microrganismi anaerobi facoltativi si impegnano nella respirazione aerobica superiore a +100 mV e nella respirazione anaerobica inferiore a +100 mV; il requisito per i batteri anaerobi obbligatori è di -200 a -250 mV,con metanogeni anaerobici obbligatori che richiedono da -300 a -400 mV, e l'intervallo ottimale è -330 mV. L'ambiente di ossidazione ridossa normale nel sistema di processo del fanghi attivi aerobici è compreso tra +200 e +600 mV.L'intervallo di valori ORP appropriato per i processi di reazione comuni nel trattamento biochimico delle acque reflue è indicato nella tabella seguente.:
2Come strategia di controllo nel trattamento biologico aerobico, nel trattamento biologico anossico e nel trattamento biologico anaerobico, attraverso il monitoraggio e la gestione dell'ORP delle acque reflue,il personale di gestione può controllare artificialmente l'insorgenza di reazioni biologiche. modificando le condizioni ambientali dell'operazione di processo, come ad esempio aumentando la velocità di aerazione, aumentando la concentrazione di ossigeno disciolto e aggiungendo sostanze ossidanti,possono essere adottate misure per aumentare il potenziale di riduzione dell'ossidazione, ridurre la velocità di aerazione, ridurre la concentrazione di ossigeno disciolto e aggiungere fonti di carbonio e sostanze riducenti per ridurre il potenziale di riduzione dell'ossidazione,promuovendo o inibendo il progresso della reazionePertanto, i gestori possono utilizzare l'ORP come parametro di controllo nel trattamento biologico aerobico, nel trattamento biologico anaerobico e nel trattamento biologico anaerobico per ottenere risultati migliori.
Trattamento biologico aerobico:
L'ORP ha una buona correlazione con l'eliminazione e la nitrificazione della COD.garantire la qualità dell'acqua degli effluenti trattati. trattamento biologico anaerobico: esiste una certa correlazione tra ORP e concentrazione di azoto nello stato di denitrificazione durante il trattamento biologico anaerobico,che può essere utilizzato come criterio per determinare se il processo di denitrificazione è terminatoLa pratica ha dimostrato che nel processo di denitrificazione, quando il derivato di ORP rispetto al tempo è inferiore a -5, la reazione è più completa.L'effluente contiene nitrato di azotoTrattamento biologico anaerobico: durante il processo di reazione anaerobica, il prodotto viene sottoposto a trattamento biologico.quando vengono prodotte sostanze riducenti, il valore ORP diminuirà; al contrario, con la diminuzione delle sostanze riducenti, il valore ORP aumenterà e tenderà a stabilizzarsi nel corso di un certo periodo di tempo.vi è una buona correlazione tra ORP e la biodegradazione di COD e BOD, nonché reazioni di ORP e nitrificazione, per il trattamento biologico aerobico negli impianti di depurazione delle acque reflue.vi è una certa correlazione tra ORP e la concentrazione di azoto nitrato allo stato di denitrificazione durante il processo di trattamento biologico anaerobico, che può essere utilizzato come criterio per determinare se il processo di denitrificazione sia terminato. 3.Il controllo dell'efficienza di trattamento del processo di rimozione del fosforo e il miglioramento dell'efficienza di rimozione del fosforo per la rimozione del fosforo biologico comprendono due fasi- in primo luogo, nell'ambiente anaerobico, viene effettuata la fase di rilascio del fosforo.che vengono assorbiti dai batteri che accumulano polifosfati e rilasciati nell'acquaIn secondo luogo, nel serbatoio aerobico, i batteri che accumulano fosforo iniziano a degradare gli acidi grassi assorbiti nella fase superiore e a convertirli da ATP ad ADP per ottenere energia.La conservazione di questa energia richiede l'assorbimento dell'eccesso di fosforo dall'acqua, e la reazione di assorbimento del fosforo richiede un ORP di +25 a +250mV nel serbatoio aerobico per lo stoccaggio biologico di rimozione del fosforo.il personale può controllare l'efficienza del trattamento della sezione di processo di rimozione del fosforo e migliorare l'effetto di rimozione del fosforo attraverso ORPQuando il personale non desidera la denitrificazione o l'accumulo di nitriti durante un processo di nitrificazione, deve essere mantenuto un valore ORP superiore a +50 mV.il personale di gestione deve mantenere un valore ORP superiore a -50 mV nel sistema fognario per evitare la formazione e la reazione dei solforati;, al fine di prevenire la formazione di odori (H2S) nel sistema fognario.
4Oltre a regolare il tempo di aerazione e l'intensità del processo per risparmiare energia e ridurre il consumo,I lavoratori possono anche utilizzare la correlazione significativa tra ORP e ossigeno disciolto in acqua per regolare il tempo di aerazione e l'intensità del processo attraverso ORP.In sintesi, l'ORP ha metodi di rilevamento semplici, prezzi bassi delle attrezzature,elevata precisione di misura, e visualizzazione in tempo reale dei dati di rilevamento.Il personale può comprendere rapidamente il processo di reazione di depurazione delle acque reflue e le informazioni sullo stato dell'inquinamento delle acque basate su feedback in tempo reale, conseguendo così una gestione raffinata del processo di trattamento delle acque reflue e una gestione efficiente della qualità dell'ambiente idrico.sono numerose le reazioni redox che si verificano nel trattamento delle acque reflue, e i fattori che influenzano l'ORP in ogni reattore sono anche diversi.salinità e ORP nell'acqua in base alla situazione effettiva dell'impianto di depurazione, e stabilire parametri di controllo ORP adatti a diversi corpi idrici.
