Mengapa hubungan antara ORP dan berbagai faktor, seperti ORP dan pH, ORP dan DO, menyebabkan perubahan dalam nilai ORP?Untuk memahami hubungan antara perubahan nilai ORP dan berbagai faktor, kita harus mulai dengan definisi ORP!
1、 Definisi ORP adalah nama lengkap bahasa Inggris untuk ORP, yang diterjemahkan sebagai potensi pengurangan oksidasi.Ini adalah perbedaan antara potensi oksidasi-pengurangan dari elektroda indikator dan elektroda perbandingan dalam cairan, yang dapat memberikan indikator komprehensif dari keadaan oksidasi-pengurangan dari seluruh sistem.menunjukkan bahwa kandungan zat pengurang atau polutan organik dalam sistem pengolahan air limbah tinggi, konsentrasi oksigen terlarut rendah, dan lingkungan reduksi dominan. Jika nilai ORP tinggi, ini menunjukkan bahwa konsentrasi polutan organik di air limbah rendah,konsentrasi oksigen terlarut atau zat oksidasi tinggi, dan lingkungan oksidasi dominan. teknologi pengolahan air pengurangan oksidasi tradisional memiliki kekurangan seperti kondisi kontrol yang tidak akurat, limbah bahan kimia,dan tidak ramah lingkunganNamun, dengan bantuan instrumen pengukuran ORP dan penggunaan sinyal listrik ORP sebagai alat deteksi dan kontrol,tingkat kontrol yang tepat dari teknologi pengolahan air pengurangan oksidasi dapat ditingkatkan secara signifikanPrinsip deteksi mirip dengan pH, dan banyak instrumen deteksi pH online memiliki metode deteksi dua saluran, termasuk saluran deteksi ORP.Singkatnya, ORP adalah arah penting untuk pengembangan teknologi kontrol otomatis dan kontrol presisi anaerobik di pabrik pengolahan air limbah, yang sangat penting untuk penghematan energi,mengontrol jalur metabolisme mikroorganisme anaerob, dan meningkatkan efisiensi pengobatan.
2、 Karena banyaknya reaksi pengoksidasi-pengurangan yang terjadi dalam pengolahan air limbah dan faktor yang berbeda yang mempengaruhi ORP di setiap reaktor,sulit untuk menentukan faktor mana yang menjadi penyebab utama perubahan ORPMisalnya, ada banyak zat organik dalam sistem pengolahan lumpur aktif, dan perubahan besar dalam konsentrasi zat organik menyebabkan perubahan kecil dalam ORP,tapi sulit untuk menentukan bahan organik mana yang menjadi penyebab utama perubahan ORPOleh karena itu, sebelum mempelajari efek indikatif perubahan ORP pada pengolahan air limbah, perlu terlebih dahulu memahami faktor-faktor yang mempengaruhi perubahannya.
1Seperti yang diketahui, oksigen terlarut (DO) mengacu pada jumlah oksigen yang terlarut dalam air.harus dikontrol pada 4mg/lDO tangki denitrifikasi anoksida harus 0,5 mg/l. Dalam tangki anaerob, oksigen molekul pada dasarnya tidak ada, dan nitrogen nitrat sebaiknya kurang dari 0,2 mg/l.sebagai oksidant dalam pengolahan air limbahDalam air murni, ada hubungan linier antara logaritma ORP dan DO, dan ORP meningkat dengan peningkatan DO. 2.Dalam pengolahan air limbah pH, nilai pH adalah faktor kontrol yang penting. pH optimal untuk pertumbuhan mikroorganisme aerobik dan bakteri penghasil asam fermentatif adalah 6,5-8.5, sedangkan pH optimal untuk bakteri penghasil metana anaerob adalah 6,8-7
2Untuk mengontrol nilai pH yang tepat, biasanya dicapai dengan menyesuaikan dengan alkali. Aktivitas metabolisme polutan mikroba memiliki dampak yang signifikan pada nilai pH.Selama tahap produksi asam, bakteri penghasil asam membongkar molekul organik besar untuk menghasilkan asam lemak dan karbon dioksida, yang memiliki efek menurunkan pH.produksi amonia selama dekomposisi protein memiliki efek meningkatkan pH; Selama tahap produksi metana, bakteri penghasil metana dapat menggunakan asam asetat untuk menghasilkan metana, yang dapat meningkatkan nilai pH sistem.Nilai pH adalah faktor penting yang menyebabkan kenaikan dan penurunan ORP, dan semakin tinggi nilai pH, semakin rendah ORP; semakin rendah nilai pH, semakin tinggi ORP.korelasi antara pH dan ORP tidak sekuat di air murni karena pengaruh aktivitas mikroba, oksigen terlarut, dan faktor lain pada ORP.
3. Suhu
Suhu adalah indikator yang sangat penting dalam proses pengolahan air limbah.sementara mikroorganisme anaerob memiliki suhu optimal sekitar 35 °C dan 55 °C.
Dalam proses pengolahan air limbah anaerob, perubahan suhu memiliki dampak yang signifikan pada komposisi dan proliferasi mikroorganisme, tingkat produksi metana,dan kinerja sedimentasi lumpurOleh karena itu, untuk memastikan stabilitas operasi tangki anaerob,suhu air limbah umumnya disesuaikan ke 35 °C atau 55 °C melalui menara pendingin dan pemanasan uap sebelum memasuki tangki anaerob.
Praktek penelitian telah menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu larutan, semakin rendah ORP larutan; dampak suhu juga sama dalam proses pengolahan air limbah.,semakin tinggi suhu dalam proses pengolahan air, semakin rendah ORP, yang juga terkait dengan penurunan gugus molekul air yang disebabkan oleh peningkatan suhu.
Selain itu, perubahan suhu juga dapat menyebabkan perubahan dalam keasaman, kelarutan gas, aktivitas biologis, dan keseimbangan antara polutan air, sehingga mempengaruhi ORP.
4. Komposisi Mikroorganisme
Dalam sistem pengolahan limbah biologis, ada ekosistem yang unik.
Dalam bioreaktor anaerob dua fase, pemisahan bakteri penghasil asam dan bakteri penghasil metana yang efektif telah dicapai, yang memfasilitasi kontrol dan manajemen sistem.Di UASB didominasi oleh lumpur flocculent, bakteri penghasil asam dan bakteri penghasil metana secara berurutan disaring di sepanjang arah aliran air.spesies bakteri dominan beralih dari asam memproduksi bakteri untuk metana memproduksi bakteri dari luar ke dalam.
Dalam sistem reaksi anaerob, konsentrasi DO dan ORP harus dikontrol sangat rendah, terutama pada tahap produksi metana,dengan potensi pengurangan oksidasi tidak dapat melebihi -330mV.
Kehadiran oksigen larut (DO) tidak dapat dihindari dalam aliran masuk, tapi di bawah ekosistem yang unik,ORP dari sistem dengan cepat menurun ke kisaran yang cocok untuk pertumbuhan bakteri metana melalui efek sinergis dan simbiotik antara mikroorganisme aerobikFenomena potensi redoks rendah ini tidak hanya ada di reaktor anaerob, tetapi juga dalam lumpur flocculent di tangki aerasi.Aktivitas mikroorganisme dalam lumpur aktif anaerob dapat diwakili oleh tingkat produksi metana spesifik maksimum dan tingkat penghapusan COD spesifik maksimumAktivitas lumpur aktif aerobik juga dapat dinyatakan dengan tingkat penghapusan COD spesifik maksimum.semakin cepat tingkat konsumsi oksigen dan produksi zat pengurang, dan semakin cepat penurunan ORP. ORP, sebagai indikator komprehensif yang mencerminkan sifat redoks makroskopik dari badan air, memiliki berbagai faktor yang mempengaruhi.Selain faktor-faktor utama yang mempengaruhi yang disebutkan di atas, ada juga faktor-faktor seperti tekanan, materi organik, materi padat, dan spesies mikroba. faktor-faktor ini tidak terisolasi, mereka mempengaruhi dan membatasi satu sama lain.sifat redoks dari badan air juga merupakan hasil dari kombinasi dari beberapa faktor.
3、 Aplikasi ORP dalam pengolahan air limbah. Pada masa awal, potensi redoks terutama digunakan dalam pengolahan air limbah industri,terutama dalam pengolahan air limbah yang dihasilkan dari pengolahan logam presisiKemudian, secara bertahap digunakan secara luas di pabrik pengolahan air limbah kota. Ada berbagai ion valensi dan oksigen larut dalam sistem limbah, yaitu beberapa pasangan redoks.Melalui alat pemantauan online ORP, potensi pengurangan oksidasi di air limbah dapat dideteksi dalam waktu yang sangat singkat, tanpa perlu pengambilan sampel dan pengukuran di laboratorium.Hal ini dapat sangat memperpendek proses pengujian dan meningkatkan efisiensi kerjaReaksi redoks penting dalam sistem pengolahan air limbah termasuk biodegradasi polutan organik seperti karbon, nitrogen, dan fosfor, hidrolisis dan pengasaman materi organik,reaksi nitrifikasi dan denitrifikasi, pelepasan fosfor anaerob oleh organisme, penyerapan fosfor aerob, dll.
1Potensi pengurangan oksidasi yang dibutuhkan oleh mikroorganisme bervariasi pada berbagai tahap pengolahan air limbah.dengan kisaran optimal +300 sampai +400mV; Mikroorganisme anaerobik fakultatif terlibat dalam pernapasan aerobik di atas + 100mV dan pernapasan anaerobik di bawah + 100mV; Persyaratan untuk bakteri anaerobik wajib adalah -200 hingga -250 mV,dengan metanogen anaerobik obligasi yang membutuhkan -300 sampai -400 mV, dan kisaran optimal adalah -330 mV. Lingkungan redoks normal dalam sistem proses lumpur aktif aerob adalah antara +200 dan +600 mV.Kisaran nilai ORP yang cocok untuk proses reaksi umum dalam pengolahan biokimia air limbah ditunjukkan dalam tabel berikut::
2Sebagai strategi pengendalian dalam pengolahan biologis aerob, pengolahan biologis anoksik, dan pengolahan biologis anaerob, dengan memantau dan mengelola ORP air limbah,personil manajemen dapat secara artifisial mengendalikan terjadinya reaksi biologisDengan mengubah kondisi lingkungan operasi proses, seperti meningkatkan tingkat aerasi, meningkatkan konsentrasi oksigen terlarut, dan menambahkan zat oksidasi,tindakan dapat diambil untuk meningkatkan potensi pengurangan oksidasi, mengurangi kecepatan aerasi, mengurangi konsentrasi oksigen terlarut, dan menambahkan sumber karbon dan zat pengurang untuk mengurangi potensi pengurangan oksidasi,sehingga mempromosikan atau menghambat perkembangan reaksiOleh karena itu, manajer dapat menggunakan ORP sebagai parameter kontrol dalam pengobatan biologis aerobik, pengobatan biologis anaerobik, dan pengobatan biologis anaerobik untuk mencapai hasil pengobatan yang lebih baik.
Pengobatan biologis aerobik:
ORP memiliki korelasi yang baik dengan penghapusan COD dan nitrifikasi. Dengan mengontrol laju aerobik melalui ORP, waktu aerasi yang tidak cukup atau berlebihan dapat dihindari,memastikan kualitas air dari limbah yang diobatiPerawatan biologis anaerob: Ada korelasi tertentu antara ORP dan konsentrasi nitrogen dalam keadaan denitrifikasi selama perawatan biologis anaerob,yang dapat digunakan sebagai kriteria untuk menentukan apakah proses denitrifikasi telah berakhirPraktik yang relevan telah menunjukkan bahwa dalam proses denitrifikasi, ketika turunan ORP sehubungan dengan waktu kurang dari -5, reaksi lebih menyeluruh.Air limbah mengandung nitrogen nitratPerawatan biologis anaerob: Selama proses reaksi anaerob,ketika zat pengurang diproduksi, nilai ORP akan menurun; Sebaliknya, seiring berkurangnya zat pengurang, nilai ORP akan meningkat dan cenderung stabil selama periode waktu tertentu.ada korelasi yang baik antara ORP dan biodegradasi COD dan BOD, serta reaksi ORP dan nitrifikasi, untuk pengolahan biologis aerobik di pabrik pengolahan air limbah.ada korelasi tertentu antara ORP dan konsentrasi nitrogen nitrat dalam keadaan denitrifikasi selama proses perawatan biologis anaerob, yang dapat digunakan sebagai kriteria untuk menentukan apakah proses denitrifikasi telah selesai. 3.Mengontrol efisiensi pengolahan proses penghapusan fosfor dan meningkatkan efisiensi penghapusan fosfor untuk penghapusan fosfor biologis mencakup dua langkah: pertama, di lingkungan anaerob, fase pelepasan fosfor dilakukan.yang diserap oleh bakteri pengumpul polifosfat dan dilepaskan ke dalam airKedua, di dalam tangki aerobik, bakteri yang menumpuk fosfor mulai membongkar asam lemak yang diserap di tahap atas dan mengubahnya dari ATP menjadi ADP untuk mendapatkan energi.Penyimpanan energi ini membutuhkan adsorpsi kelebihan fosfor dari air, dan reaksi adsorpsi fosfor membutuhkan ORP +25 sampai +250mV di tangki aerobik untuk penyimpanan penghapusan fosfor biologis.staf dapat mengontrol efisiensi pengolahan bagian proses penghapusan fosfor dan meningkatkan efek penghapusan fosfor melalui ORPJika staf tidak ingin denitrifikasi atau akumulasi nitrit selama proses nitrifikasi, nilai ORP yang melebihi +50mV harus dipertahankan.personel manajemen harus mempertahankan nilai ORP yang melebihi -50mV di sistem selokan untuk mencegah pembentukan dan reaksi sulfida, untuk mencegah pembentukan bau (H2S) di sistem pembuangan.
4Selain menyesuaikan waktu aerasi dan intensitas proses untuk menghemat energi dan mengurangi konsumsi,pekerja juga dapat menggunakan korelasi signifikan antara ORP dan oksigen terlarut dalam air untuk menyesuaikan waktu aerasi dan intensitas proses melalui ORP, mencapai tujuan penghematan energi dan pengurangan konsumsi sambil memenuhi kondisi reaksi biologis.Keakuratan pengukuran yang tinggi, dan tampilan real-time dari data deteksi.Staf dapat dengan cepat memahami proses reaksi pemurnian air limbah dan informasi status polusi air berdasarkan umpan balik real-time, sehingga mencapai pengelolaan proses pengolahan air limbah yang halus dan pengelolaan kualitas lingkungan air yang efisien.ada banyak reaksi redoks yang terjadi dalam pengolahan air limbahOleh karena itu, dalam pengolahan air limbah, staf perlu mempelajari lebih lanjut korelasi antara oksigen terlarut, pH, suhu,salinitas dan ORP dalam air berdasarkan situasi sebenarnya dari pembangkit air limbah, dan menetapkan parameter kontrol ORP yang cocok untuk badan air yang berbeda.
