求教ORP與(yu)(yu)各個因素的(de)(de)(de)關(guan)(guan)系(xi)，比如ORP與(yu)(yu)pH，ORP與(yu)(yu)DO等，為啥(sha)會(hui)造成ORP的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)改變(bian)？了解ORP數(shu)值(zhi)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)與(yu)(yu)各個因素之間的(de)(de)(de)關(guan)(guan)系(xi)，就要先從ORP的(de)(de)(de)定義說起！

一、ORP的定義

ORP的英文全稱是oxidation-reduction potential，翻譯過來(lai)是氧化(hua)還原電位。

它是液體中指示電(dian)極的(de)氧化還(huan)原電(dian)位與比較電(dian)極的(de)氧化還(huan)原電(dian)位的(de)差，可以對整個系統的(de)氧化還(huan)原狀態(tai)給出一個綜合指標(biao)。

如ORP值低(di)，表明(ming)廢(fei)水處(chu)理系統(tong)中還(huan)原性(xing)物(wu)質或有機污染物(wu)含量高，溶解氧(yang)濃度(du)低(di)，還(huan)原環境占優。

如ORP值高(gao)，表明(ming)廢水中有機污染物濃(nong)度低，溶解氧或氧化性物質(zhi)濃(nong)度高(gao)，氧化環(huan)境占優(you)。

傳統(tong)氧(yang)化(hua)還原水處(chu)理(li)技(ji)(ji)術存(cun)在控制(zhi)條件不(bu)夠精準(zhun)、浪(lang)費(fei)藥劑、對(dui)環(huan)境(jing)不(bu)友好等不(bu)足，但借助(zhu)ORP測(ce)量儀器，利用ORP的電信號(hao)作為檢測(ce)與控制(zhi)手(shou)段，可(ke)大(da)大(da)改進氧(yang)化(hua)還原水處(chu)理(li)技(ji)(ji)術的精準(zhun)控制(zhi)水平(ping)，從而提高處(chu)理(li)效果。

其檢(jian)(jian)測(ce)(ce)測(ce)(ce)原理(li)和pH類似，很多的(de)(de)pH在(zai)線檢(jian)(jian)測(ce)(ce)儀表(biao)具有兩通道的(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)方式，其中(zhong)就有ORP檢(jian)(jian)測(ce)(ce)的(de)(de)通道。

總而(er)言之(zhi)，ORP是污(wu)水處理(li)廠自(zi)動(dong)控(kong)制(zhi)技(ji)術和厭氧精確控(kong)制(zhi)發展(zhan)的重(zhong)要(yao)方向(xiang)，對(dui)于(yu)節省能源、控(kong)制(zhi)厭氧微生物的代(dai)謝途(tu)徑以及改善處理(li)效果(guo)具有(you)重(zhong)要(yao)的意義。

二、ORP的影響因素

由于在(zai)廢水處理中(zhong)，發生的(de)氧化(hua)還原反應(ying)眾多，而且在(zai)各反應(ying)器內(nei)影響ORP的(de)因(yin)素(su)也不(bu)相同(tong)，很難判(pan)斷ORP的(de)改變主(zhu)要哪種因(yin)素(su)中(zhong)的(de)那一種引起的(de)。

比如，在(zai)活性污(wu)泥(ni)處理系(xi)統中(zhong)存在(zai)很(hen)多有(you)機物(wu)質，有(you)機物(wu)濃度較大的(de)變化引(yin)起ORP較小的(de)變化，但很(hen)難判斷ORP改變主(zhu)要(yao)由那種(zhong)有(you)機物(wu)引(yin)起。

因此(ci)，在(zai)研究ORP改變(bian)對污水處理的指示作用前，應先(xian)了(le)解影響其改變(bian)的因素(su)有哪些(xie)。

1、溶解氧（DO）

眾所(suo)周(zhou)知，DO表示溶解在(zai)水中的氧的含(han)量，在(zai)好(hao)氧池中，出水口出DO應控制在(zai)2mg/l，如果是純(chun)氧曝氣應在(zai)4mg/l。缺氧反硝化(hua)池DO應在(zai)0.5mg/l。在(zai)厭氧池中，分子氧基(ji)本上(shang)不存(cun)在(zai)，硝態氮最好(hao)小于(yu)0.2mg/l。

DO作為廢水處理的(de)(de)一種氧化(hua)劑，是(shi)引起系(xi)統(tong)ORP升高(gao)最直接的(de)(de)原因。在純水中，ORP與DO的(de)(de)對(dui)數成線(xian)形(xing)關系(xi)，ORP隨(sui)DO的(de)(de)升高(gao)而升高(gao)。

2、pH

廢水處理中，pH值(zhi)是一個重要的控制因子。好氧微(wei)生物和發酵(jiao)產酸菌最佳生長(chang)pH值(zhi)為(wei)6.5～8.5，厭氧產甲烷菌的最適(shi)宜pH為(wei)6.8～7.2。為(wei)控制合適(shi)的pH值(zhi)，一般通(tong)過(guo)加堿調節的方法(fa)控制。

微生(sheng)物(wu)(wu)的污染物(wu)(wu)的代(dai)謝活動對pH值影響(xiang)很大，在產酸階段(duan)，產酸菌分(fen)(fen)解大分(fen)(fen)子有機物(wu)(wu)產生(sheng)脂肪酸和二氧(yang)化碳有降低(di)pH的作(zuo)(zuo)用(yong)，但在分(fen)(fen)解蛋白質的過(guo)程中產生(sheng)氨(an)有提升pH值的作(zuo)(zuo)用(yong)；在產甲(jia)烷階段(duan)，產甲(jia)烷菌利用(yong)乙酸產甲(jia)烷可提高系(xi)統的pH值。

pH值(zhi)(zhi)是引起ORP升降的一個重要(yao)因素，pH值(zhi)(zhi)越(yue)(yue)(yue)高，ORP越(yue)(yue)(yue)低(di)；pH值(zhi)(zhi)越(yue)(yue)(yue)低(di)，ORP越(yue)(yue)(yue)高。

值(zhi)得一提的(de)是(shi)，在污水中雖然pH與ORP有(you)一定(ding)的(de)相(xiang)關(guan)性，但由于ORP還受微生(sheng)物(wu)活動、溶(rong)解氧等因素的(de)影響，pH與ORP的(de)相(xiang)關(guan)性沒(mei)有(you)在純水中的(de)強。

3、溫度

在廢水處(chu)理過程中，溫度(du)是一(yi)個非(fei)常重要的指標。好氧微(wei)生(sheng)物在15～30℃活動旺盛，厭氧微(wei)生(sheng)物最佳溫度(du)在35℃附(fu)近(jin)和(he)55℃附(fu)近(jin)。

在厭氧(yang)廢水(shui)(shui)處理過(guo)程中(zhong)，溫(wen)度(du)的改變對微生物的組成和增殖(zhi)、產甲烷速率、污泥的沉(chen)淀性能等都有重要影響，因此，為保證厭氧(yang)池運行的穩定，廢水(shui)(shui)在進入厭氧(yang)池前一般(ban)通過(guo)冷卻塔降溫(wen)和水(shui)(shui)蒸氣加熱的方法調節廢水(shui)(shui)溫(wen)度(du)至35℃或55℃。

研究實踐表明，溶(rong)液溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)高(gao)，溶(rong)液的ORP越(yue)(yue)低；在(zai)廢水(shui)處(chu)理過程(cheng)中，溫(wen)(wen)度(du)(du)的影(ying)響也(ye)是(shi)如此(ci)。另外水(shui)處(chu)理過程(cheng)溫(wen)(wen)度(du)(du)越(yue)(yue)高(gao)，ORP越(yue)(yue)低，還與溫(wen)(wen)度(du)(du)升(sheng)高(gao)導(dao)致水(shui)分子(zi)團簇變小有關(guan)。

此外(wai)，溫度(du)(du)的改變(bian)也可同(tong)時導致酸堿度(du)(du)、氣體溶(rong)解度(du)(du)、生物(wu)活性的改變(bian)以及水體污染(ran)物(wu)相間平衡的改變(bian)，進而(er)影(ying)響(xiang)ORP。

4、微(wei)生物的組成

在(zai)廢水生物(wu)處(chu)理(li)系統中，存在(zai)著(zhu)獨特的生態(tai)系統。

在兩(liang)相(xiang)厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)生物(wu)(wu)反應(ying)器中，實現了(le)產(chan)(chan)酸菌(jun)和產(chan)(chan)甲(jia)烷菌(jun)的(de)(de)有效分離，便于系統的(de)(de)控(kong)制和管理(li)。在絮狀泥占優(you)(you)勢的(de)(de)UASB中，沿水流方向依次篩選出(chu)了(le)產(chan)(chan)酸菌(jun)和產(chan)(chan)甲(jia)烷菌(jun)。在厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)顆粒泥和厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)生物(wu)(wu)膜(mo)中，從外部到內部，占優(you)(you)勢的(de)(de)菌(jun)種(zhong)由產(chan)(chan)酸菌(jun)向產(chan)(chan)甲(jia)烷菌(jun)轉(zhuan)變。

在厭氧反應(ying)系統中，必須把DO濃度和ORP控(kong)制(zhi)的很低，特別(bie)是在產甲(jia)烷階段，氧化還原(yuan)電位不能(neng)高于-330mV。

而進水(shui)中難免會有DO的(de)(de)存(cun)在，但在這(zhe)種獨特的(de)(de)生(sheng)態系統的(de)(de)作(zuo)用下(xia)，通過好氧微生(sheng)物(wu)、兼性微生(sheng)物(wu)、厭氧微生(sheng)物(wu)之(zhi)間(jian)的(de)(de)協(xie)同作(zuo)用以及共生(sheng)作(zuo)用，系統的(de)(de)ORP很快降到甲烷菌適(shi)宜(yi)生(sheng)長的(de)(de)范圍。這(zhe)種低氧化還原電位的(de)(de)現(xian)(xian)象不僅存(cun)在于厭氧反(fan)應器中，甚至(zhi)在曝氣(qi)池中的(de)(de)絮狀(zhuang)泥中也出現(xian)(xian)這(zhe)種現(xian)(xian)象。

5、微(wei)生物的活性

厭氧活性(xing)(xing)污(wu)泥的(de)活性(xing)(xing)可由(you)最(zui)大比產甲烷速(su)率(lv)和最(zui)大比COD去除速(su)率(lv)表(biao)示。好氧活性(xing)(xing)污(wu)泥的(de)活性(xing)(xing)也可由(you)最(zui)大比COD去除速(su)率(lv)表(biao)示。

微生物(wu)的(de)活性越高(gao)，消耗氧(yang)氣的(de)速率(lv)和產生還原性物(wu)質(zhi)的(de)速率(lv)也(ye)越快，ORP降低(di)也(ye)越迅速 。

ORP作為反映水體宏觀氧化(hua)還(huan)(huan)原(yuan)性的(de)綜合(he)指標(biao)，其影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)(su)種類較多，除上述(shu)幾個主(zhu)要影(ying)響(xiang)因(yin)素(su)(su)外，還(huan)(huan)有(you)壓力、有(you)機物(wu)、固體物(wu)質、微生物(wu)種類等因(yin)素(su)(su)的(de)影(ying)響(xiang)。

這些因素不(bu)是孤立的，它們(men)相(xiang)互影響、相(xiang)互制約。因此(ci)，水體的氧化還原(yuan)性也是多(duo)種(zhong)因素綜合作(zuo)用的結果。

三、ORP在污水處理中的應用

早些時候(hou)，氧化還原電位(wei)主要應用在工(gong)業廢(fei)水的(de)治理中(zhong)，特別(bie)是處(chu)理一些金屬精加工(gong)中(zhong)產生的(de)廢(fei)水，后來在市政污水處(chu)理廠(chang)也逐(zhu)步得到了廣(guang)泛(fan)的(de)應用。

污水系(xi)統中(zhong)存在(zai)(zai)(zai)著多(duo)種(zhong)變價離子和溶(rong)解氧(yang)(yang)，即多(duo)個氧(yang)(yang)化還原電對。通過(guo)ORP在(zai)(zai)(zai)線(xian)監測儀表，污水中(zhong)的(de)氧(yang)(yang)化還原電位(wei)可以在(zai)(zai)(zai)很短時(shi)間內被檢測出(chu)來，不需要再通過(guo)化驗(yan)室進行的(de)采樣測量，在(zai)(zai)(zai)時(shi)間上可以大(da)大(da)縮(suo)短化驗(yan)流程，提高了(le)工(gong)作效(xiao)率。

在污水(shui)處理(li)系統中(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)氧化(hua)還原反(fan)應(ying)包括(kuo)含碳、含氮、含磷(lin)等有(you)(you)機污染(ran)物(wu)的(de)生物(wu)降解，有(you)(you)機物(wu)的(de)水(shui)解和酸(suan)化(hua)，硝化(hua)和反(fan)硝化(hua)反(fan)應(ying)，生物(wu)厭氧釋磷(lin)，好氧吸磷(lin)等。

1、污水處(chu)理的(de)各個階(jie)段，微生物(wu)所需求的(de)氧化還原(yuan)電位不同

一般好氧微生物(wu)在+100mV以(yi)上均(jun)可生長，最適(shi)為(wei)+300～+400mV；兼性(xing)厭(yan)氧微生物(wu)在+100mV以(yi)上時進行(xing)好氧呼(hu)吸，在+100mV以(yi)下時進行(xing)無氧呼(hu)吸；專(zhuan)(zhuan)性(xing)厭(yan)氧細(xi)菌要求(qiu)為(wei)-200～-250mV，其中專(zhuan)(zhuan)性(xing)厭(yan)氧的產甲烷菌要求(qiu)為(wei) -300～-400mV，最適(shi)為(wei)-330mV。

好氧(yang)活性污(wu)泥法(fa)系統中(zhong)正(zheng)常的(de)氧(yang)化還原環境在+200～+600mV之間。污(wu)水生化處理中(zhong)常見的(de)反應過程所(suo)適宜(yi)的(de)ORP值范圍，如下表所(suo)示：

2、作為好氧生(sheng)物(wu)處理、缺氧生(sheng)物(wu)處理及厭氧生(sheng)物(wu)處理中的控制策略

通過監測和管理污水的(de)ORP，管理人(ren)員可人(ren)為(wei)地控制生(sheng)物反(fan)應(ying)發生(sheng)。通過改變工藝(yi)運行的(de)環境條件，如：

?加(jia)大曝氣量增加(jia)溶解氧濃度

?投加氧化性物質等措施提高氧化還原(yuan)電位(wei)

?減小曝氣量降低溶解氧濃度

?投加碳源和還(huan)原(yuan)性(xing)物質降低(di)氧化還(huan)原(yuan)電位，從(cong)而實(shi)現促進或阻(zu)止該反應(ying)的進行(xing)。

因(yin)此，管理(li)人(ren)員利用ORP作為好氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)、缺(que)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)及(ji)厭(yan)氧(yang)生物(wu)處(chu)理(li)中的控制參數，可實(shi)現更好的處(chu)理(li)效(xiao)果。

好氧(yang)生物(wu)處理：

ORP與COD去(qu)除和硝化具有(you)良好的相關(guan)性，通過ORP控(kong)制(zhi)好氧曝(pu)氣量(liang)，可避免(mian)曝(pu)氣時間的不足(zu)或(huo)過量(liang)，確(que)保處理(li)出水的水質。

缺氧(yang)生物處理：

ORP與(yu)反硝化(hua)狀態的(de)氮(dan)濃度在(zai)缺氧生(sheng)物(wu)處理過程中(zhong)存在(zai)一(yi)定(ding)的(de)相關(guan)性，可(ke)以(yi)以(yi)此作為判(pan)斷反硝化(hua)過程是否結(jie)束的(de)一(yi)個(ge)標準。相關(guan)實踐表(biao)明，在(zai)反硝化(hua)脫氮(dan)過程中(zhong)，當ORP對時(shi)間的(de)導數＜-5時(shi)，反應較徹底(di)。出水中(zhong)含有(you)硝態氮(dan)，可(ke)以(yi)防止產(chan)生(sheng)各種有(you)毒有(you)害物(wu)質(zhi)，例如硫化(hua)氫等。

厭氧生物處理：

厭氧反(fan)應過程中(zhong)，當有還原物(wu)(wu)質產生時(shi)，ORP值就會(hui)降低；反(fan)之(zhi)，還原物(wu)(wu)質減少，ORP值就會(hui)升高，并且在一定(ding)時(shi)間段里趨于穩定(ding)。

總而言之，對(dui)于污水處理廠的好(hao)氧生(sheng)物處理，ORP與COD、BOD的生(sheng)物降解(jie)，ORP與硝化反應(ying)具有良好(hao)的相關(guan)性。

對于(yu)缺(que)氧(yang)生物處理，ORP與反硝化(hua)狀態的硝酸(suan)鹽氮(dan)濃度在(zai)缺(que)氧(yang)生物處理過程(cheng)(cheng)中存(cun)在(zai)一(yi)(yi)定(ding)的相(xiang)關性(xing)，可以以此(ci)作為判斷反硝化(hua)過程(cheng)(cheng)是(shi)否(fou)結束的一(yi)(yi)個(ge)標準。

3、控制除磷工藝段的處理效(xiao)果(guo)，提高(gao)除磷效(xiao)果(guo)

對于生物除磷、除磷包括兩個(ge)步驟：

一是在(zai)厭氧環境下(xia)磷的(de)釋放階段，發酵菌在(zai)ORP在(zai)-100～-225mV的(de)條件(jian)下(xia)產生脂肪酸(suan)，脂肪酸(suan)通過聚磷菌吸收，同(tong)時(shi)釋放磷進入水體中。

二(er)是在好氧池(chi)內聚(ju)磷菌開始降(jiang)解(jie)上階(jie)段吸(xi)收的(de)(de)脂(zhi)肪酸(suan)同時(shi)從ATP轉化(hua)成(cheng)ADP獲得(de)能量，這種能量的(de)(de)儲(chu)(chu)存需要從水中吸(xi)附(fu)過(guo)量的(de)(de)磷，吸(xi)附(fu)磷的(de)(de)反應要求好氧池(chi)內的(de)(de)ORP為+25～+250mV 之間，才能發生生物除磷的(de)(de)存儲(chu)(chu)。

因(yin)此，工(gong)(gong)作人員可通過ORP來控(kong)制除磷工(gong)(gong)藝段的(de)處理效果，提高除磷效果。

當工作(zuo)人員(yuan)不希望在一個硝化反(fan)應過程發生反(fan)硝化反(fan)應或亞(ya)硝酸鹽的(de)聚集，必(bi)須保持超過+50mV的(de)ORP值。同(tong)理，管(guan)理人員(yuan)防(fang)止(zhi)在下(xia)水管(guan)道(dao)系統中發生惡臭（H2S）的(de)產生，管(guan)理人員(yuan)必(bi)須保持管(guan)道(dao)中超過-50mV的(de)ORP值，以防(fang)止(zhi)硫化物的(de)形成和反(fan)應。

4、調(diao)節(jie)工藝的(de)曝氣時間和曝氣強度，節(jie)能(neng)降耗

除此之外，工作(zuo)人(ren)員還可(ke)以利用(yong)ORP與水中(zhong)溶(rong)解氧的(de)顯著(zhu)相關性，通過ORP來調節工藝(yi)的(de)曝氣時(shi)(shi)間和曝氣強度，在(zai)滿足生物反應條件的(de)同時(shi)(shi)，達到(dao)節能(neng)降耗(hao)的(de)目的(de)。

綜(zong)上所述(shu)，ORP的(de)檢測手段簡單(dan)，設(she)備價格較低，測量精度高(gao)，檢測數據實(shi)時(shi)顯示。

通(tong)過ORP 在線檢(jian)測(ce)，工作人員可(ke)以根據(ju)實(shi)時反(fan)饋的信息，快速掌(zhang)握污水(shui)(shui)凈(jing)化反(fan)應(ying)過程和水(shui)(shui)體污染狀(zhuang)態信息，從而(er)實(shi)現污水(shui)(shui)處理(li)環(huan)節的精細化管(guan)理(li)和水(shui)(shui)環(huan)境質量的高(gao)效管(guan)理(li)。

但如上文提到(dao)，在(zai)廢水(shui)處(chu)理中，發(fa)生的氧化還原反(fan)應眾(zhong)多，且在(zai)各反(fan)應器內影響ORP的因素也不相同。

因此，在(zai)污(wu)水(shui)處理中，工作人員還(huan)需根(gen)據污(wu)水(shui)廠實際，進一步研(yan)究水(shui)中溶解(jie)氧、pH、溫度、鹽度等因素與ORP的(de)相關關系(xi)，建(jian)立適合不同水(shui)體的(de)ORP控制參數(shu)。

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