logo
Hỗ trợ tối đa 5 tệp, mỗi tệp có kích thước 10M. được
Beijing Qinrunze Environmental Protection Technology Co., Ltd. 86-159-1063-1923 heyong@qinrunze.com
News Nhận báo giá
Nhà - News - Định nghĩa, các yếu tố ảnh hưởng và ứng dụng ORP trong xử lý nước thải

Định nghĩa, các yếu tố ảnh hưởng và ứng dụng ORP trong xử lý nước thải

November 1, 2024

Tại sao mối quan hệ giữa ORP và các yếu tố khác nhau, chẳng hạn như ORP và pH, ORP và DO, gây ra thay đổi các giá trị ORP?Để hiểu mối quan hệ giữa những thay đổi trong giá trị ORP và các yếu tố khác nhau, chúng ta cần bắt đầu với định nghĩa của ORP!

1、 Định nghĩa của ORP là tên tiếng Anh đầy đủ cho ORP, dịch thành tiềm năng giảm oxy hóa.Nó là sự khác biệt giữa tiềm năng oxy hóa-giảm của điện cực chỉ số và điện cực so sánh trong chất lỏng, có thể cung cấp một chỉ số toàn diện về trạng thái giảm oxy hóa của toàn bộ hệ thống.Nó chỉ ra rằng hàm lượng chất giảm hoặc chất ô nhiễm hữu cơ trong hệ thống xử lý nước thải cao, nồng độ oxy hòa tan thấp, và môi trường giảm chủ đạo. Nếu giá trị ORP cao, nó cho thấy nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải thấp,nồng độ oxy hòa tan hoặc các chất oxy hóa caoCông nghệ xử lý nước giảm oxy hóa truyền thống có những thiếu sót như điều kiện kiểm soát không chính xác, lãng phí hóa chất,và không thân thiện với môi trườngTuy nhiên, với sự giúp đỡ của các dụng cụ đo ORP và sử dụng các tín hiệu điện ORP như là phương tiện phát hiện và điều khiển,mức độ kiểm soát chính xác của công nghệ xử lý nước giảm oxy hóa có thể được cải thiện đáng kểNguyên tắc phát hiện của nó tương tự như pH, và nhiều dụng cụ phát hiện pH trực tuyến có phương pháp phát hiện hai kênh, bao gồm kênh phát hiện ORP.Tóm lại, ORP là một hướng quan trọng cho sự phát triển của công nghệ điều khiển tự động và điều khiển chính xác vô khí trong các nhà máy xử lý nước thải, có ý nghĩa rất lớn cho việc tiết kiệm năng lượng,kiểm soát các tuyến chuyển hóa của vi sinh vật vô khí, và cải thiện hiệu quả điều trị.

2、 Do nhiều phản ứng giảm oxy hóa xảy ra trong xử lý nước thải và các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến ORP trong mỗi lò phản ứng,khó xác định yếu tố nào là nguyên nhân chính của sự thay đổi ORPVí dụ: có nhiều chất hữu cơ trong hệ thống xử lý bùn hoạt động, và những thay đổi lớn về nồng độ chất hữu cơ gây ra những thay đổi nhỏ trong ORP,nhưng rất khó để xác định chất hữu cơ là nguyên nhân chính của những thay đổi ORPDo đó, trước khi nghiên cứu tác động chỉ định của các thay đổi ORP đối với xử lý nước thải, trước tiên cần phải hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến những thay đổi của nó.

1Như đã biết, oxy hòa tan (DO) đề cập đến lượng oxy hòa tan trong nước. Trong một bể aerobic, DO tại cửa ra nên được kiểm soát ở mức 2mg/l, và để thông khí oxy tinh khiết,nên được kiểm soát ở mức 4mg/l- DO của bể khử nitri hóa không axit nên là 0,5mg/l. Trong bể thiếu khí, oxy phân tử về cơ bản không tồn tại, và nitrat nitơ tốt nhất là dưới 0,2mg/l.Là chất oxy hóa trong xử lý nước thảiTrong nước tinh khiết, có một mối quan hệ tuyến tính giữa ORP và DO logarithm, và ORP tăng với sự gia tăng của DO. 2.Trong xử lý nước thải, giá trị pH là một yếu tố kiểm soát quan trọng. pH tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật khí quyển và vi khuẩn sản xuất axit lên men là 6,5 - 8.5, trong khi độ pH tối ưu cho vi khuẩn sản xuất metan vô khí là 6,8-7

2Để kiểm soát giá trị pH thích hợp, nó thường đạt được bằng cách điều chỉnh với kiềm.Trong giai đoạn sản xuất axit, vi khuẩn sản xuất axit phân hủy các phân tử hữu cơ lớn để tạo ra axit béo và carbon dioxide, có tác dụng làm giảm pH.sản xuất amoniac trong quá trình phân hủy protein có tác dụng tăng pHTrong giai đoạn sản xuất methane, vi khuẩn sản xuất methane có thể sử dụng axit acetic để sản xuất methane, có thể làm tăng giá trị pH của hệ thống.Giá trị pH là một yếu tố quan trọng gây ra sự gia tăng và giảm ORP, và giá trị pH càng cao, ORP càng thấp; Giá trị pH càng thấp, ORP càng cao.mối tương quan giữa pH và ORP không mạnh như trong nước tinh khiết do ảnh hưởng của hoạt động vi khuẩn, oxy hòa tan, và các yếu tố khác trên ORP.

3. Nhiệt độ
Nhiệt độ là một chỉ số rất quan trọng trong quá trình xử lý nước thải.trong khi các vi sinh vật vô khí có nhiệt độ tối ưu khoảng 35 °C và 55 °C.
Trong quá trình xử lý nước thải vô khí, thay đổi nhiệt độ có tác động đáng kể đến thành phần và sự gia tăng của vi sinh vật, tỷ lệ sản xuất methane,và hiệu suất lắng đọng của bùnDo đó, để đảm bảo sự ổn định của hoạt động bể không khí,nhiệt độ nước thải thường được điều chỉnh thành 35 °C hoặc 55 °C thông qua các tháp làm mát và sưởi ấm bằng hơi nước trước khi đi vào bể thiếu khí.
Thực hành nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ dung dịch càng cao, ORP của dung dịch càng thấp; Tác động của nhiệt độ cũng giống nhau trong quá trình xử lý nước thải.,nhiệt độ trong quá trình xử lý nước càng cao, ORP càng thấp, cũng liên quan đến sự giảm các cụm phân tử nước do tăng nhiệt độ.
Ngoài ra, thay đổi nhiệt độ cũng có thể dẫn đến thay đổi độ axit, độ hòa tan khí, hoạt động sinh học và sự cân bằng giữa các chất gây ô nhiễm nước, do đó ảnh hưởng đến ORP.
4. Thành phần của vi sinh vật
Trong các hệ thống xử lý nước thải sinh học, có một hệ sinh thái độc đáo.
Trong một lò phản ứng sinh học vô khí hai giai đoạn, việc tách biệt hiệu quả vi khuẩn sản xuất axit và vi khuẩn sản xuất methane đã đạt được, tạo điều kiện kiểm soát và quản lý hệ thống.Trong UASB thống trị bởi bùn phì, vi khuẩn sản xuất axit và vi khuẩn sản xuất methane được sàng lọc theo trình tự dọc theo hướng dòng chảy nước.loài vi khuẩn thống trị chuyển từ vi khuẩn sản xuất axit sang vi khuẩn sản xuất methane từ bên ngoài sang bên trong.
Trong các hệ thống phản ứng vô khí, cần phải kiểm soát nồng độ DO và ORP rất thấp, đặc biệt là trong giai đoạn sản xuất methane,với tiềm năng giảm oxy hóa không thể vượt quá -330mV.


Sự hiện diện của oxy hòa tan (DO) là không thể tránh khỏi trong dòng chảy, nhưng dưới hệ sinh thái độc đáo,ORP của hệ thống nhanh chóng giảm xuống phạm vi thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn methane thông qua các hiệu ứng hợp tác và cộng sinh giữa các vi sinh vật khí quyểnHiện tượng tiềm năng redox thấp này không chỉ tồn tại trong các lò phản ứng không khí, mà còn trong bùn lỏng trong bể thông khí. 5.Hoạt động của vi sinh vật trong bùn hoạt động vô khí có thể được thể hiện bằng tỷ lệ sản xuất methane đặc tính tối đa và tỷ lệ loại bỏ COD đặc tính tối đaHoạt động của bùn hoạt tính aerobic cũng có thể được thể hiện bằng tốc độ loại bỏ COD đặc tính tối đa.tốc độ tiêu thụ oxy và sản xuất các chất làm giảm càng nhanhORP, như một chỉ số toàn diện phản ánh các tính chất redox vĩ mô của các vùng nước, có nhiều yếu tố ảnh hưởng.Ngoài các yếu tố ảnh hưởng chính được đề cập ở trên, cũng có các yếu tố như áp suất, chất hữu cơ, chất rắn và loài vi khuẩn. Những yếu tố này không bị cô lập, chúng ảnh hưởng và hạn chế lẫn nhau.các tính chất redox của các vùng nước cũng là kết quả của sự kết hợp của nhiều yếu tố.

 

3、 Ứng dụng ORP trong xử lý nước thải: Trong những ngày đầu, tiềm năng redox chủ yếu được sử dụng trong xử lý nước thải công nghiệp,đặc biệt là trong xử lý nước thải từ chế biến kim loại chính xácSau đó, nó dần dần được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy xử lý nước thải đô thị. Có nhiều ion valence và oxy hòa tan trong hệ thống nước thải, cụ thể là nhiều cặp redox.Thông qua các công cụ theo dõi trực tuyến ORP, tiềm năng giảm oxy hóa trong nước thải có thể được phát hiện trong một khoảng thời gian rất ngắn, mà không cần lấy mẫu và đo trong phòng thí nghiệm.Điều này có thể rút ngắn quá trình kiểm tra và cải thiện hiệu quả công việcCác phản ứng redox quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải bao gồm sự phân hủy sinh học của các chất ô nhiễm hữu cơ như carbon, nitơ và phốt pho, thủy phân và axit hóa chất hữu cơ,Phản ứng nitrification và denitrification, giải phóng phosphorus vô khí bởi các sinh vật, hấp thụ phosphorus không khí, vv
1Khả năng giảm oxy hóa được các vi sinh vật yêu cầu khác nhau trong các giai đoạn xử lý nước thải khác nhau.với phạm vi tối ưu là + 300 đến + 400mV; Các vi sinh vật vô khí tùy chọn tham gia vào hô hấp không khí trên + 100mV và hô hấp không khí dưới + 100mV; Yêu cầu đối với vi khuẩn vô khí bắt buộc là -200 đến -250 mV,với các chất methanogens vô khí bắt buộc đòi hỏi từ -300 đến -400 mV, và phạm vi tối ưu là -330 mV. Môi trường redox bình thường trong hệ thống quy trình bùn hoạt tính khí quyển là từ + 200 đến + 600 mV.Phạm vi giá trị ORP phù hợp cho các quá trình phản ứng phổ biến trong xử lý sinh hóa nước thải được hiển thị trong bảng sau::
2Là một chiến lược kiểm soát trong xử lý sinh học khí quyển, xử lý sinh học vô độc và xử lý sinh học vô khí quyển, bằng cách theo dõi và quản lý ORP của nước thải,nhân viên quản lý có thể kiểm soát nhân tạo sự xuất hiện của các phản ứng sinh họcBằng cách thay đổi các điều kiện môi trường của hoạt động quy trình, chẳng hạn như tăng tốc độ thông khí, tăng nồng độ oxy hòa tan và thêm các chất oxy hóa,có thể thực hiện các biện pháp để tăng tiềm năng giảm oxy hóa, giảm tốc độ thông khí, giảm nồng độ oxy hòa tan và thêm các nguồn carbon và chất giảm để giảm tiềm năng giảm oxy hóa,do đó thúc đẩy hoặc ức chế sự tiến triển của phản ứngDo đó, các nhà quản lý có thể sử dụng ORP như một tham số kiểm soát trong điều trị sinh học khí quyển, điều trị sinh học vô khí quyển và điều trị sinh học vô khí quyển để đạt được kết quả điều trị tốt hơn.

 

Điều trị sinh học khí quyển:
ORP có mối tương quan tốt với việc loại bỏ COD và nitrification. Bằng cách kiểm soát tốc độ thông khí aerobic thông qua ORP, thời gian thông khí không đủ hoặc quá nhiều có thể được tránh,đảm bảo chất lượng nước của nước thải được xử lýĐiều trị sinh học vô khí: Có một mối tương quan nhất định giữa ORP và nồng độ nitơ trong trạng thái phi nitrification trong điều trị sinh học vô khí,có thể được sử dụng như một tiêu chí để xác định liệu quá trình denitrification đã kết thúcThực hành có liên quan đã chỉ ra rằng trong quá trình phi nitrification, khi dẫn xuất của ORP đối với thời gian là nhỏ hơn -5, phản ứng là toàn diện hơn.Nước thải chứa nitrat nitơ, có thể ngăn ngừa sự sản xuất các chất độc hại và có hại khác nhau, chẳng hạn như hydro sulfure.khi các chất làm giảm được sản xuất, giá trị ORP sẽ giảm; Ngược lại, khi các chất làm giảm giảm, giá trị ORP sẽ tăng và có xu hướng ổn định trong một khoảng thời gian nhất định.có mối tương quan tốt giữa ORP và sự phân hủy sinh học của COD và BOD, cũng như các phản ứng ORP và nitrification, để xử lý sinh học aerobic trong các nhà máy xử lý nước thải.có một mối tương quan nhất định giữa ORP và nồng độ nitrat nitơ trong trạng thái phi nitri hóa trong quá trình xử lý sinh học vô khí, có thể được sử dụng như một tiêu chí để xác định liệu quá trình khử nitri đã kết thúc hay không. 3.Kiểm soát hiệu quả xử lý của quá trình loại bỏ phốt pho và cải thiện hiệu quả loại bỏ phốt pho cho loại bỏ phốt pho sinh học bao gồm hai bướcCác vi khuẩn lên men sản xuất axit béo trong điều kiện ORP từ -100 đến -225 mV,được hấp thụ bởi vi khuẩn tích tụ polyphosphate và giải phóng vào nướcThứ hai, trong bể aerobic, vi khuẩn tích lũy phốt pho bắt đầu phân hủy các axit béo hấp thụ ở giai đoạn trên và chuyển đổi chúng từ ATP sang ADP để có được năng lượng.Việc lưu trữ năng lượng này đòi hỏi phải hấp thụ dư thừa phốt pho từ nước, và phản ứng hấp thụ phosphorus đòi hỏi một ORP + 25 đến + 250mV trong bể aerobic để lưu trữ loại bỏ phosphorus sinh học.nhân viên có thể kiểm soát hiệu quả xử lý của phần quá trình loại bỏ phốt pho và cải thiện hiệu quả loại bỏ phốt pho thông qua ORPKhi nhân viên không muốn denitrification hoặc nitrite tích tụ trong quá trình nitrification, một ORP giá trị vượt quá + 50mV phải được duy trì.Nhân viên quản lý phải duy trì giá trị ORP vượt quá -50mV trong hệ thống cống rãnh để ngăn ngừa sự hình thành và phản ứng của sulfure, để ngăn ngừa sự phát sinh của mùi (H2S) trong hệ thống cống rãnh.
4Ngoài việc điều chỉnh thời gian thông gió và cường độ của quá trình để tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ,công nhân cũng có thể sử dụng mối tương quan đáng kể giữa ORP và oxy hòa tan trong nước để điều chỉnh thời gian thông gió và cường độ của quá trình thông qua ORP, đạt được mục tiêu tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ trong khi đáp ứng các điều kiện phản ứng sinh học.Độ chính xác đo cao, và hiển thị thời gian thực của dữ liệu phát hiện.nhân viên có thể nhanh chóng nắm bắt quá trình phản ứng lọc nước thải và thông tin tình trạng ô nhiễm nước dựa trên phản hồi thời gian thực, do đó đạt được quản lý tinh tế của quá trình xử lý nước thải và quản lý hiệu quả chất lượng môi trường nước.có rất nhiều phản ứng redox xảy ra trong xử lý nước thải, và các yếu tố ảnh hưởng đến ORP trong mỗi lò phản ứng cũng khác nhau. do đó, trong xử lý nước thải, nhân viên cần nghiên cứu thêm mối tương quan giữa oxy hòa tan, pH, nhiệt độ,độ mặn và ORP trong nước dựa trên tình hình thực tế của nhà máy xử lý nước thải, và thiết lập các thông số điều khiển ORP phù hợp với các cơ thể nước khác nhau.