การใช้ ORP ในการบำบัดน้ำเสีย

ORP ย่อมาจากอะไรในการบำบัดน้ำเสีย?
ORP ย่อมาจากศักยภาพรีดอกซ์ในการบำบัดน้ำเสีย ORP ใช้เพื่อสะท้อนคุณสมบัติมาโครรีดอกซ์ของสารทั้งหมดในสารละลายที่เป็นน้ำ ยิ่งศักยภาพรีดอกซ์สูง คุณสมบัติการออกซิไดซ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่ง และยิ่งศักยภาพรีดอกซ์ยิ่งต่ำ คุณสมบัติรีดอกซ์ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น สำหรับแหล่งน้ำ มักจะมีศักย์รีดอกซ์หลายตัว ก่อให้เกิดระบบรีดอกซ์ที่ซับซ้อน และศักยภาพรีดอกซ์ของมันคือผลลัพธ์ที่ครอบคลุมของปฏิกิริยารีดอกซ์ระหว่างสารออกซิไดซ์หลายชนิดและสารรีดอกซ์
แม้ว่า ORP จะไม่สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ความเข้มข้นของสารออกซิไดซ์และสารรีดิวซ์บางชนิดได้ แต่จะช่วยให้เข้าใจคุณลักษณะทางเคมีไฟฟ้าของแหล่งน้ำและวิเคราะห์คุณสมบัติของแหล่งน้ำได้ เป็นตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุม
การใช้ ORP ในการบำบัดน้ำเสีย มีไอออนและออกซิเจนละลายน้ำหลายตัวแปรในระบบบำบัดน้ำเสีย ซึ่งก็คือศักย์รีดอกซ์หลายค่า ด้วยอุปกรณ์ตรวจจับ ORP ศักยภาพรีดอกซ์ในน้ำเสียสามารถตรวจพบได้ในเวลาอันสั้น ซึ่งสามารถลดขั้นตอนและเวลาในการตรวจจับได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน
ศักยภาพรีดอกซ์ที่จุลินทรีย์ต้องการจะแตกต่างกันไปในแต่ละขั้นตอนของการบำบัดน้ำเสีย โดยทั่วไป จุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนสามารถเติบโตได้สูงกว่า +100mV และค่าที่เหมาะสมที่สุดคือ +300~+400mV; จุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบปัญญาทำการหายใจแบบใช้ออกซิเจนสูงกว่า +100mV และการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนต่ำกว่า +100mV; แบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนจำเป็นต้องมี -200~-250mV โดยที่แบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนจำเป็นต้องมี -300~-400mV และค่าที่เหมาะสมที่สุดคือ -330mV
สภาพแวดล้อมรีดอกซ์ปกติในระบบตะกอนเร่งแบบแอโรบิกอยู่ระหว่าง +200~+600mV
ในฐานะที่เป็นกลยุทธ์การควบคุมในการบำบัดทางชีวภาพแบบแอโรบิก การบำบัดทางชีวภาพแบบไร้ออกซิเจน และการบำบัดทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน โดยการติดตามและจัดการ ORP ของน้ำเสีย เจ้าหน้าที่สามารถควบคุมการเกิดปฏิกิริยาทางชีวภาพแบบเทียมได้ โดยการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมของกระบวนการดำเนินการ เช่น:
●การเพิ่มปริมาตรการเติมอากาศเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำ
●การเติมสารออกซิไดซ์และมาตรการอื่นๆ เพื่อเพิ่มศักยภาพรีดอกซ์
●การลดปริมาตรการเติมอากาศเพื่อลดความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายในน้ำ
●การเพิ่มแหล่งคาร์บอนและลดสารต่างๆ เพื่อลดศักยภาพรีดอกซ์ ซึ่งจะช่วยส่งเสริมหรือป้องกันปฏิกิริยา
ดังนั้น ผู้จัดการจึงใช้ ORP เป็นพารามิเตอร์ควบคุมในการรักษาทางชีวภาพแบบแอโรบิก การบำบัดทางชีวภาพแบบไร้ออกซิเจน และการบำบัดทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน เพื่อให้บรรลุผลการรักษาที่ดีขึ้น
การบำบัดทางชีวภาพแบบแอโรบิก:
ORP มีความสัมพันธ์ที่ดีกับการกำจัด COD และการทำไนตริฟิเคชั่น ด้วยการควบคุมปริมาตรการเติมอากาศแบบแอโรบิกผ่าน ORP จะสามารถหลีกเลี่ยงเวลาในการเติมอากาศที่ไม่เพียงพอหรือมากเกินไปได้ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพน้ำของน้ำที่ผ่านการบำบัด
การบำบัดทางชีวภาพที่เป็นพิษ: ORP และความเข้มข้นของไนโตรเจนในสถานะดีไนตริฟิเคชันมีความสัมพันธ์กันในกระบวนการบำบัดทางชีวภาพที่เป็นพิษ ซึ่งสามารถใช้เป็นเกณฑ์ในการตัดสินว่ากระบวนการดีไนตริฟิเคชั่นสิ้นสุดลงแล้วหรือไม่ การปฏิบัติที่เกี่ยวข้องแสดงให้เห็นว่าในกระบวนการดีไนตริฟิเคชัน เมื่ออนุพันธ์ของ ORP ถึงเวลาน้อยกว่า -5 ปฏิกิริยาจะมีความละเอียดมากขึ้น น้ำทิ้งประกอบด้วยไนเตรตไนโตรเจน ซึ่งสามารถป้องกันการผลิตสารพิษและสารพิษต่างๆ เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์
การบำบัดทางชีวภาพแบบไม่ใช้ออกซิเจน: ในระหว่างปฏิกิริยาแบบไม่ใช้ออกซิเจน เมื่อมีการสร้างสารรีดิวซ์ ค่า ORP จะลดลง ในทางกลับกัน เมื่อสารรีดิวซ์ลดลง ค่า ORP จะเพิ่มขึ้นและมีแนวโน้มคงที่ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง
กล่าวโดยย่อ สำหรับการบำบัดทางชีวภาพแบบแอโรบิกในโรงบำบัดน้ำเสีย ORP มีความสัมพันธ์ที่ดีกับการย่อยสลายทางชีวภาพของ COD และ BOD และ ORP มีความสัมพันธ์ที่ดีกับปฏิกิริยาไนตริฟิเคชัน
สำหรับการบำบัดทางชีวภาพที่ไม่เป็นพิษ มีความสัมพันธ์บางอย่างระหว่าง ORP และความเข้มข้นของไนโตรเจนไนเตรตในสถานะดีไนตริฟิเคชั่นในระหว่างการบำบัดทางชีวภาพที่ไม่เป็นพิษ ซึ่งสามารถใช้เป็นเกณฑ์ในการตัดสินว่ากระบวนการดีไนตริฟิเคชันสิ้นสุดลงแล้วหรือไม่ ควบคุมผลการรักษาของส่วนกระบวนการกำจัดฟอสฟอรัสและปรับปรุงผลการกำจัดฟอสฟอรัส การกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพและการกำจัดฟอสฟอรัสประกอบด้วยสองขั้นตอน:
ประการแรก ในขั้นตอนการปลดปล่อยฟอสฟอรัสภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน แบคทีเรียในการหมักจะผลิตกรดไขมันภายใต้สภาวะของ ORP ที่ -100 ถึง -225mV กรดไขมันจะถูกดูดซับโดยแบคทีเรียโพลีฟอสเฟต และฟอสฟอรัสจะถูกปล่อยออกสู่แหล่งน้ำในเวลาเดียวกัน
ประการที่สอง ในแอโรบิกพูล แบคทีเรียโพลีฟอสเฟตเริ่มสลายกรดไขมันที่ถูกดูดซึมในระยะก่อนหน้า และเปลี่ยน ATP เป็น ADP เพื่อให้ได้พลังงาน การกักเก็บพลังงานนี้จำเป็นต้องดูดซับฟอสฟอรัสส่วนเกินจากน้ำ ปฏิกิริยาของการดูดซับฟอสฟอรัสต้องการให้ ORP ในแอโรบิกพูลอยู่ระหว่าง +25 ถึง +250mV เพื่อให้การกำจัดฟอสฟอรัสทางชีวภาพเกิดขึ้น
ดังนั้น เจ้าหน้าที่จึงสามารถควบคุมผลการรักษาของส่วนกระบวนการกำจัดฟอสฟอรัสผ่าน ORP เพื่อปรับปรุงผลการกำจัดฟอสฟอรัส
เมื่อเจ้าหน้าที่ไม่ต้องการให้เกิดการดีไนตริฟิเคชั่นหรือการสะสมไนไตรท์ในกระบวนการไนตริฟิเคชั่น ค่า ORP จะต้องคงไว้สูงกว่า +50mV ในทำนองเดียวกัน ผู้จัดการจะป้องกันการเกิดกลิ่น (H2S) ในระบบบำบัดน้ำเสีย ผู้จัดการต้องรักษาค่า ORP ให้มากกว่า -50mV ในไปป์ไลน์ เพื่อป้องกันการเกิดและปฏิกิริยาของซัลไฟด์
ปรับเวลาการเติมอากาศและความเข้มของการเติมอากาศของกระบวนการเพื่อประหยัดพลังงานและลดการบริโภค นอกจากนี้ พนักงานยังสามารถใช้ความสัมพันธ์ที่สำคัญระหว่าง ORP และออกซิเจนที่ละลายในน้ำเพื่อปรับเวลาการเติมอากาศและความเข้มของการเติมอากาศของกระบวนการผ่าน ORP เพื่อให้บรรลุการประหยัดพลังงานและลดการบริโภคไปพร้อมๆ กับเป็นไปตามเงื่อนไขของปฏิกิริยาทางชีวภาพ
ด้วยเครื่องมือตรวจจับ ORP พนักงานสามารถเข้าใจกระบวนการทำปฏิกิริยาบำบัดน้ำเสียและข้อมูลสถานะมลพิษทางน้ำได้อย่างรวดเร็ว โดยอิงตามข้อมูลป้อนกลับแบบเรียลไทม์ ดังนั้นจึงตระหนักถึงการจัดการที่ประณีตของการเชื่อมโยงการบำบัดน้ำเสียและการจัดการคุณภาพสิ่งแวดล้อมทางน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ
ในการบำบัดน้ำเสีย จะเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์จำนวนมาก และปัจจัยที่ส่งผลต่อ ORP ในแต่ละเครื่องปฏิกรณ์ก็แตกต่างกันเช่นกัน ดังนั้นในการบำบัดน้ำเสีย เจ้าหน้าที่ยังต้องศึกษาความสัมพันธ์เพิ่มเติมระหว่างออกซิเจนละลายน้ำ pH อุณหภูมิ ความเค็ม และปัจจัยอื่นๆ ในน้ำและ ORP ตามสถานการณ์จริงของโรงบำบัดน้ำเสีย และสร้างพารามิเตอร์ควบคุม ORP ที่เหมาะสมสำหรับแหล่งน้ำต่างๆ .