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碳源和硝態(tài)氮濃度對(duì)反硝化聚磷的影響及ORP的變化規(guī)律
北極星水處理網(wǎng)訊:求教ORP與各個(gè)因素的關(guān)系，比如ORP與pH，ORP與DO等，為啥會(huì)造成ORP的數(shù)值改變？了解ORP數(shù)值的變化與各個(gè)因素之間的關(guān)系，就要先從ORP的定義說起！下面是小編為大家收集的碳源和硝態(tài)氮濃度對(duì)反硝化聚磷的影響及ORP的變化規(guī)律，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
利用間歇試驗(yàn)研究了反硝化除磷過程中有機(jī)碳源和硝態(tài)氮濃度對(duì)厭氧放磷和缺氧吸磷的影響，同時(shí)對(duì)反硝化除磷過程ORP的變化規(guī)律及以其作為控制參數(shù)的可行性作了探討。試驗(yàn)結(jié)果表明：厭氧段碳源COD濃度越高(100～300mg/L)，放磷越充分，則缺氧段反硝化和吸磷速率越大;但當(dāng)碳源COD濃度高達(dá)300mg/L時(shí)，未反應(yīng)完全的有機(jī)物殘留于后續(xù)缺氧段對(duì)缺氧吸磷產(chǎn)生抑制作用。隨著缺氧段硝態(tài)氮濃度升高(5、15、40 mg/L)，反應(yīng)初期反硝化和吸磷速率也隨之升高；當(dāng)硝態(tài)氮耗盡后，系統(tǒng)由缺氧吸磷轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)源放磷，且隨著初始硝態(tài)氮濃度的增高，這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的出現(xiàn)時(shí)間向后延遲。ORP可作為厭氧放磷的控制參數(shù)，在缺氧吸磷過程可預(yù)示反硝化的反應(yīng)程度，但是無法作為吸磷過程的控制參數(shù)。
ORP的定義
ORP的英文全稱是oxidation-reduction potential，翻譯過來是氧化還原電位。
它是液體中指示電極的氧化還原電位與比較電極的氧化還原電位的差，可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的氧化還原狀態(tài)給出一個(gè)綜合指標(biāo)。
如ORP值低，表明廢水處理系統(tǒng)中還原性物質(zhì)或有機(jī)污染物含量高，溶解氧濃度低，還原環(huán)境占優(yōu)。
如ORP值高，表明廢水中有機(jī)污染物濃度低，溶解氧或氧化性物質(zhì)濃度高，氧化環(huán)境占優(yōu)。
傳統(tǒng)氧化還原水處理技術(shù)存在控制條件不夠精準(zhǔn)、浪費(fèi)藥劑、對(duì)環(huán)境不友好等不足，但借助ORP測(cè)量?jī)x器，利用ORP的電信號(hào)作為檢測(cè)與控制手段，可大大改進(jìn)氧化還原水處理技術(shù)的精準(zhǔn)控制水平，從而提高處理效果。
其檢測(cè)測(cè)原理和pH類似，很多的pH在線檢測(cè)儀表具有兩通道的檢測(cè)方式，其中就有ORP檢測(cè)的通道。
總而言之，ORP是污水處理廠自動(dòng)控制技術(shù)和厭氧精確控制發(fā)展的重要方向，對(duì)于節(jié)省能源、控制厭氧微生物的代謝途徑以及改善處理效果具有重要的意義。
ORP的影響因素
由于在廢水處理中，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)眾多，而且在各反應(yīng)器內(nèi)影響ORP的因素也不相同，很難判斷ORP的改變主要哪種因素中的那一種引起的。
比如，在活性污泥處理系統(tǒng)中存在很多有機(jī)物質(zhì)，有機(jī)物濃度較大的變化引起ORP較小的變化，但很難判斷ORP改變主要由那種有機(jī)物引起。
因此，在研究ORP改變對(duì)污水處理的指示作用前，應(yīng)先了解影響其改變的因素有哪些。
1、溶解氧（DO）
眾所周知，DO表示溶解在水中的氧的含量，在好氧池中，出水口出DO應(yīng)控制在2mg/l，如果是純氧曝氣應(yīng)在4mg/l。缺氧反硝化池DO應(yīng)在0.5mg/l。在厭氧池中，分子氧基本上不存在，硝態(tài)氮最好小于0.2mg/l。
DO作為廢水處理的一種氧化劑，是引起系統(tǒng)ORP升高最直接的原因。在純水中，ORP與DO的對(duì)數(shù)成線形關(guān)系，ORP隨DO的升高而升高。
2、pH
廢水處理中，pH值是一個(gè)重要的控制因子。好氧微生物和發(fā)酵產(chǎn)酸菌最佳生長(zhǎng)pH值為6.5～8.5，厭氧產(chǎn)甲烷菌的最適宜pH為6.8～7.2。為控制合適的pH值，一般通過加堿調(diào)節(jié)的方法控制。
微生物的污染物的代謝活動(dòng)對(duì)pH值影響很大，在產(chǎn)酸階段，產(chǎn)酸菌分解大分子有機(jī)物產(chǎn)生脂肪酸和二氧化碳有降低pH的作用，但在分解蛋白質(zhì)的過程中產(chǎn)生氨有提升pH值的作用；在產(chǎn)甲烷階段，產(chǎn)甲烷菌利用乙酸產(chǎn)甲烷可提高系統(tǒng)的pH值。
pH值是引起ORP升降的一個(gè)重要因素，pH值越高，ORP越低；pH值越低，ORP越高。
值得一提的是，在污水中雖然pH與ORP有一定的相關(guān)性，但由于ORP還受微生物活動(dòng)、溶解氧等因素的影響，pH與ORP的相關(guān)性沒有在純水中的強(qiáng)。
3、溫度
在廢水處理過程中，溫度是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。好氧微生物在15～30℃活動(dòng)旺盛，厭氧微生物最佳溫度在35℃附近和55℃附近。
在厭氧廢水處理過程中，溫度的改變對(duì)微生物的組成和增殖、產(chǎn)甲烷速率、污泥的沉淀性能等都有重要影響，因此，為保證厭氧池運(yùn)行的穩(wěn)定，廢水在進(jìn)入?yún)捬醭厍耙话阃ㄟ^冷卻塔降溫和水蒸氣加熱的方法調(diào)節(jié)廢水溫度至35℃或55℃。
研究實(shí)踐表明，溶液溫度越高，溶液的ORP越低；在廢水處理過程中，溫度的影響也是如此。另外水處理過程溫度越高，ORP越低，還與溫度升高導(dǎo)致水分子團(tuán)簇變小有關(guān)。
此外，溫度的改變也可同時(shí)導(dǎo)致酸堿度、氣體溶解度、生物活性的改變以及水體污染物相間平衡的改變，進(jìn)而影響ORP。
4、微生物的組成
在廢水生物處理系統(tǒng)中，存在著獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)。
在兩相厭氧生物反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌的有效分離，便于系統(tǒng)的控制和管理。在絮狀泥占優(yōu)勢(shì)的UASB中，沿水流方向依次篩選出了產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌。在厭氧顆粒泥和厭氧生物膜中，從外部到內(nèi)部，占優(yōu)勢(shì)的菌種由產(chǎn)酸菌向產(chǎn)甲烷菌轉(zhuǎn)變。
在厭氧反應(yīng)系統(tǒng)中，必須把DO濃度和ORP控制的很低，特別是在產(chǎn)甲烷階段，氧化還原電位不能高于-330mV。
而進(jìn)水中難免會(huì)有DO的存在，但在這種獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)的作用下，通過好氧微生物、兼性微生物、厭氧微生物之間的協(xié)同作用以及共生作用，系統(tǒng)的ORP很快降到甲烷菌適宜生長(zhǎng)的范圍。這種低氧化還原電位的現(xiàn)象不僅存在于厭氧反應(yīng)器中，甚至在曝氣池中的絮狀泥中也出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
5、微生物的活性
厭氧活性污泥的活性可由最大比產(chǎn)甲烷速率和最大比COD去除速率表示。好氧活性污泥的活性也可由最大比COD去除速率表示。
微生物的活性越高，消耗氧氣的速率和產(chǎn)生還原性物質(zhì)的速率也越快，ORP降低也越迅速 。
ORP作為反映水體宏觀氧化還原性的綜合指標(biāo)，其影響因素種類較多，除上述幾個(gè)主要影響因素外，還有壓力、有機(jī)物、固體物質(zhì)、微生物種類等因素的影響。
這些因素不是孤立的，它們相互影響、相互制約。因此，水體的氧化還原性也是多種因素綜合作用的結(jié)果。
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