引言：“我（wǒ）們廠廢水（shuǐ）波（bō）動性較大，采用（yòng）厭氧-兼氧-好氧的（de）活性汙泥法，專家（jiā）建議購買ORP儀器做監測，請問（wèn）這對汙（wū）廢水處理有什麽意義
”
ORP的英文全稱是oxidation-reduction potential，翻譯過來是氧（yǎng）化還原電位。它是液體中指示電（diàn）極的（de）氧化還（hái）原（yuán）電位與（yǔ）比（bǐ）較電極的氧化還（hái）原電位的差，可以（yǐ）對整個係統的氧（yǎng）化還原狀態給出一個綜合指標。
傳統氧化還原水（shuǐ）處理技術存在控製（zhì）條件不夠精準、浪費藥劑、對環境（jìng）不友好等不（bú）足，但借助ORP測量儀器，利用ORP的電信號作為檢測與控製手段，可大大改進氧化還原水處理技術的精準（zhǔn）控製水平，從而提高處理（lǐ）效果（guǒ）。其（qí）檢測測原理和pH類似，很多的pH在線（xiàn）檢（jiǎn）測儀表具有兩通道的檢測方式，其中就有ORP檢測的通道。
總而言之，ORP是汙（wū）水處理廠自動控製技術和厭氧精確控製發展（zhǎn）的重要方向（xiàng），對於節（jiē）省能源、控製厭（yàn）氧微生物（wù）的代謝途徑以（yǐ）及改善處理效果具有重要的意義。由（yóu）於在廢水處理中，發生的氧化（huà）還（hái）原反應眾多，而且在各反應器內影（yǐng）響ORO的因素也（yě）不相同，很難判斷ORP的改（gǎi）變主要哪種因素中的那一（yī）種引起的。比如，在活性汙泥處理（lǐ）係統中存在很多有機物（wù）質，有機物濃度（dù）較大的（de）變化引起ORP較小的變化，但很難判斷（duàn）ORP改變主要由那種有（yǒu）機物引起。因此，在研究ORP改變對汙水（shuǐ）處理的指示作用前，應先了解影響其改變的因素有哪些。眾（zhòng）所周（zhōu）知，DO表示溶解在水中的氧的含量，在好氧池（chí）中（zhōng），出水口出DO應控製在2mg/l，如果是純氧曝氣應在4mg/l。缺（quē）氧反硝化池DO應（yīng）在0.5mg/l。在厭氧池（chí）中，分子氧基本上不存（cún）在，硝（xiāo）態氮最好小於0.2mg/l。DO作為廢水處理的一種氧化劑，是（shì）引起係統（tǒng）ORP升（shēng）高（gāo）最直接的原因。在純水中，ORP與DO的對數成線形關係（xì），ORP隨DO的升高而升高。廢水處（chù）理中，pH值是（shì）一個重要（yào）的控製因子（zǐ）。好氧微生物和發酵產酸（suān）菌最（zuì）佳生長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（wéi）控製合適的pH值，一般通過加（jiā）堿調節的方法（fǎ）控製。微生物的汙染物的代謝活動對pH值影響很大，在產酸階段，產酸菌分解大分子有機物產生脂肪酸和二氧化碳有降（jiàng）低（dī）pH的作用，但在（zài）分解蛋（dàn）白質的過程中產生氨有提升pH值的（de）作用；在產甲烷階段，產甲烷菌利（lì）用乙酸產甲烷可提高係統的（de）pH值。pH值是引起ORP升（shēng）降的一個重要（yào）因素，pH值越高（gāo），ORP越低（dī）；pH值越低，ORP越高。值得一提的是，在汙水中雖然pH與ORP有一定的相關性，但由於（yú）ORP還受微生物活動、溶解氧等因（yīn）素的影響，pH與（yǔ）ORP的相關（guān）性沒有在純水中的強。在廢水處理過程（chéng）中，溫度是一個非常（cháng）重要的指標（biāo）。好氧微生物在15～30℃活動旺盛，厭（yàn）氧微生物最佳溫度在35℃附近和（hé）55℃附近。在厭氧廢水處理過（guò）程（chéng）中，溫（wēn）度的（de）改變對微生物的組成（chéng）和增殖、產甲烷速率、汙泥的沉澱性能等都有重要影響，因此（cǐ），為保證厭氧池運行（háng）的穩定，廢水在進（jìn）入厭氧池前一般通過冷卻塔降溫和水蒸氣加熱的（de）方法調節廢（fèi）水溫度至35℃或55℃。研究實踐表明，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（gāo），ORP越（yuè）低，還與溫度升高導致水分子團簇變小有關。此（cǐ）外，溫度的改變也可同時導致酸堿度、氣體溶解度、生物活性的改變以及水體汙染物相間平衡的改變，進而影響ORP。 在廢水生（shēng）物處（chù）理（lǐ）係統中，存在著獨特的生態係統。在兩相（xiàng）厭氧生物反應器中，實現了產酸菌和產甲烷菌的有效分離，便於係統的控製和管理。在絮（xù）狀泥（ní）占優勢的UASB中，沿水流方向依（yī）次篩選出了產酸（suān）菌和（hé）產甲烷菌。在厭氧（yǎng）顆粒泥和厭（yàn）氧生物膜（mó）中（zhōng），從外（wài）部到（dào）內部（bù），占優勢（shì）的菌種（zhǒng）由產酸菌向產甲烷菌轉變（biàn）。在（zài）厭氧反（fǎn）應係統（tǒng）中（zhōng），必（bì）須把DO濃度和ORP控（kòng）製的很低，特別是在產甲烷階段，氧化還原電位不（bú）能高於（yú）-330mV。而進水中難免（miǎn）會有DO的存在，但（dàn）在這種獨特（tè）的生態係統的作用下，通（tōng）過好氧微生物、兼性微（wēi）生物、厭氧微生物之間的協同（tóng）作用以及共生作用，係統（tǒng）的ORP很快降到甲烷菌適宜生長的範圍（wéi）。這種低氧化還原電位的現象不僅存在（zài）於厭氧反應器中，甚至（zhì）在（zài）曝氣池中的絮狀泥中也出現這種現象。厭氧活（huó）性汙泥的活性可由最大比產甲烷速率和最大比COD去除速率表示。好氧活性汙泥的活性也可由最大比COD去除速率表（biǎo）示。微生物的活性越高，消耗（hào）氧氣的速率和產生還原（yuán）性物質的速率也越快，ORP降低也越迅速 。ORP作為反映水體（tǐ）宏觀氧化還原性的綜（zōng）合指標，其影響因素種類（lèi）較多，除上述幾個主要影響（xiǎng）因（yīn）素外，還（hái）有壓力、有機物、固體物質、微生物種類等因素的影響。這些因素不是孤立（lì）的，它們相互影響（xiǎng）、相（xiàng）互製約（yuē）。因此，水體的氧化還（hái）原性也（yě）是多種因素綜合作用的結果。早些時候（hòu），氧化還原（yuán）電位主（zhǔ）要應用在工業廢水的治理中，特別是處理（lǐ）一些（xiē）金屬精加工（gōng）中產生的廢水，後來在市政汙水處理廠也逐步得到了廣泛的應用。 汙水（shuǐ）係統中存在著（zhe）多種變價離子（zǐ）和（hé）溶解氧，即多個氧化還原電對。通過ORP在線監測儀表，汙水中的氧化還原電位可以在（zài）很短時（shí）間（jiān）內被檢測（cè）出來，不需要再通過（guò）化驗室進行的采樣測量，在時間上可以（yǐ）大大縮短（duǎn）化驗流程，提高了工作效率。在汙水處理係統中重要的氧化還原反應包括含碳（tàn）、含氮、含（hán）磷等有機汙染物的生物降解（jiě），有機物的水（shuǐ）解和酸化，硝化和反硝化反應（yīng），生物厭氧釋磷，好氧（yǎng）吸（xī）磷等。1、汙水處（chù）理的各（gè）個階段，微生物所需求的氧化還原電位不同一（yī）般好氧微生物在+100mV以上均可生長（zhǎng），最適（shì）為+300～+400mV；兼（jiān）性厭氧微生物在+100mV以上時進行好氧呼吸，在+100mV以下時進行無氧呼吸；專性厭氧細菌要求（qiú）為-200～-250mV，其中專性厭氧的產甲烷菌要求為 -300～-400mV，最適為-330mV。好氧活性汙泥法係統中正常（cháng）的氧化還原環境在+200～+600mV之間。汙水生化處理中常見的反應過程所適宜的ORP值範圍，如下表所示：
2、作為好（hǎo）氧生物處理、缺氧生物處理及厭氧生物處理中的控製（zhì）策略
通過監測和管理汙水的ORP，管理（lǐ）人員可人為地控製生物反應發生。通過改變（biàn）工（gōng）藝運行的環境條件（jiàn），如：
加大曝氣量增加溶解氧（yǎng）濃度
投加氧化性物質等措施提（tí）高氧化還（hái）原電位
減小曝氣量降（jiàng）低溶解氧（yǎng）濃度（dù）
投加碳源和還原性物質降低氧化還原電位，從而（ér）實現促（cù）進或阻止該反應的進行。
因此（cǐ），管理人員利用ORP作（zuò）為好氧生（shēng）物處理、缺氧（yǎng）生物處理及厭（yàn）氧生物處理中的控製參數，可實（shí）現更好的處理效（xiào）果。
ORP與COD去除和硝化具有良（liáng）好的相關性，通過ORP控製好氧曝氣量，可避免（miǎn）曝氣時（shí）間的不（bú）足（zú）或過量，確保處理出水的水質。ORP與反硝化（huà）狀態的（de）氮濃度在缺氧生物處理過程中存在一定的相關性（xìng），可以以（yǐ）此作為判斷反硝化過程是否結（jié）束的一個標準。相關實踐表明，在反硝化脫（tuō）氮過程中，當ORP對時間的（de）導數＜-5時，反（fǎn）應較徹底。出水中含有硝態氮，可以（yǐ）防止產生（shēng）各種有毒有害物（wù）質，例如硫化氫等。厭氧反應過程中，當有還原物質產（chǎn）生時，ORP值（zhí）就會降低；反（fǎn）之，還原物質減少，ORP值就會升（shēng）高，並且在一定時間段裏（lǐ）趨於穩定。總（zǒng）而言之，對於汙水處理廠的（de）好氧生物（wù）處理（lǐ），ORP與COD、BOD的生物降解，ORP與硝化反（fǎn）應具有（yǒu）良好的相關性。對於缺氧（yǎng）生物處理，ORP與反硝化狀態的硝酸鹽氮濃度在缺氧（yǎng）生物處（chù）理過程中存在一定的相關（guān）性，可以以此作為判斷反硝化過程是否結束的一個標準。3、控（kòng）製除磷工藝段的處理效果（guǒ），提高除磷效果對於生物除（chú）磷、除（chú）磷包括兩個步驟：
一是在厭氧（yǎng）環（huán）境下磷的釋放階段，發酵菌在ORP在-100～-225mV的條件（jiàn）下產生脂肪（fáng）酸（suān），脂肪酸通過聚磷菌吸收（shōu），同時釋（shì）放磷進入水體（tǐ）中（zhōng）。
二是在好氧池內聚磷（lín）菌開始降解上階段吸收的脂肪酸同時（shí）從ATP轉化成ADP獲得能量，這種能量的儲存需要從水中吸（xī）附過量（liàng）的磷，吸附磷的反應要求好氧池內（nèi）的ORP為+25～+250mV 之間，才（cái）能發生（shēng）生物（wù）除磷的存儲。
因（yīn）此，工作人員可通過ORP來（lái）控製除磷工藝段（duàn）的處理效果，提高除磷效果。
當工作人員不希（xī）望在一個硝化反應過（guò）程發生反硝化反應或亞硝酸鹽的聚集，必須保持超過+50mV的ORP值。同理，管理人員防止在下水管道係統中發生惡臭（H2S）的產生，管理人員必須保持管道中（zhōng）超過-50mV的ORP值，以防止硫化物的形成和反應。4、調節工藝的曝氣時間和（hé）曝（pù）氣強度，節能降耗除此之外，工作人員還可以利用ORP與水中溶解氧的顯著相關性（xìng），通過ORP來調節工藝的曝氣時間和曝氣強度，在（zài）滿足生物反應條件的同時，達到節能降耗的目的。綜上所述（shù），ORP的檢測手（shǒu）段簡單，設備價（jià）格較低，測量精度高，檢測數據實時顯示。通過ORP 在線檢測，工作人員（yuán）可以根（gēn）據實時反饋的信息，快速掌握（wò）汙水淨化反應過程（chéng）和水體汙染狀態信息，從而實現汙水處理環節的精細化管理和水環境質量的高效管理。但如上文提到，在廢水處理中，發生的氧化還原反應（yīng）眾多，且（qiě）在各反應器內影響（xiǎng）ORP的（de）因素也不相同。因此，在汙（wū）水處理中，工（gōng）作人員還需根據汙水廠實際，進一步研究水中溶解氧、pH、溫度、鹽度等因素（sù）與ORP的相關關係，建立適合不同水體的ORP控製參數（shù）。
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