Su arıtma veya biyokimyasal reaksiyonlarda çalışan arkadaşlar için, ORP (oksidasyon-redüksiyon potansiyeli) söz konusu olduğunda, bunalmış hissedebilirler - bu şey görünmez ve soyuttur, değerleri sürekli değişir. Bazen, göstergeler doğru görünse bile, ORP çöktüğünde, tüm sistem sorun yaşar. Aslında, ORP'yi bir "mistisizm" olarak ele almaya gerek yok. Özü, biyokimyasal sistemdeki "redoks ortamının" "termometresi"dir. ORP'yi kontrol etmek, mikroorganizmalar için rahat "yaşam koşulları" yaratmak ve iyi çalışmalarını sağlamaktır. Bugün, ORP'yi nasıl kontrol edeceğimizi, "neden kontrol etmeli"den "nasıl özel olarak işletilir"e kadar, basit bir dilde konuşalım. Adım adım açıklayalım.
İlk olarak, anlamamız gereken: ORP tam olarak nedir? "Elektron transfer potansiyel enerjisi" gibi teknik terimleri hatırlamamıza gerek yok. Basitçe söylemek gerekirse, yüksek bir ORP değeri, sistemde "daha fazla oksidan" olduğunu ve ortamın "oksidasyona" eğilimli olduğunu gösterir; Düşük bir değer ise "daha fazla indirgeyici madde" ve "indirgeyici" olma eğiliminde bir ortam anlamına gelir. Biyokimyasal sistemdeki mikroorganizmalar ise "ortamı seçme ustalarıdır" - aerobik bakteriler, oksidasyona eğilimli ortamları (ORP genellikle onlarca ila yüzlerce mV pozitif) tercih ederken, anaerobik bakteriler güçlü indirgeyici ortamlarda (ORP genellikle yüzlerce mV negatif) çalışmak zorundadır ve hatta fakültatif bakteriler bile, ortamdaki oksijen, karbon, azot ve diğer şeylerdeki değişikliklere göre "çalışma modlarını" ayarlamak zorundadır. Bu nedenle ORP, isteğe bağlı bir gösterge değildir, mikroorganizmaların rahat yaşayıp yaşamadığını ve çalışıp çalışmadığını yargılamamız için önemli bir sinyaldir. Örneğin, aerobik tanktaki ORP aniden düşerse, bunun en olası nedeni yetersiz havalandırmadır ve bu da aerobik bakterilerin "oksijen eksikliğinden boğulmasına" neden olur; Anaerobik tankın ORP'si pozitif bir değere ulaştığında, her şey biter. Oksijen sızar ve anaerobik bakteriler doğrudan "saldırır" ve metan üretimi durur.
ORP'yi kontrol etmenin temel mantığı nedir? Sadece bir şey: "Gerektiği gibi ayarlayın" - önce biyokimyasal sisteminizin ne yapması gerektiğini netleştirin (COD'yi mi bozmak istiyor? Yoksa denitrifikasyon ve fosfor giderme mi? Yoksa biyogaz mı üretmek istiyor? ）Ardından, hangi mikroorganizmanın "işe hakim olması" gerektiğini belirleyin ve son olarak, mikroorganizmanın ihtiyaçlarına göre ORP'yi ilgili aralıkta stabilize edin. 'Değer ne kadar yüksekse o kadar iyi' veya 'değer ne kadar düşükse o kadar iyi' demekle ilgili değil. Örneğin, denitrifikasyon sırasında, nitrifikasyon (amonyak azotu nitrat azotuna) için aerobik bakterilere ihtiyaç vardır ve ORP'nin +200~+400mV'de kontrol edilmesi gerekir; denitrifikasyon (nitrat azotundan azota) sırasında, fakültatif bakterilerin değiştirilmesi gerekir ve ortamın -50~+50mV'ye düşürülmesi gerekir. Bu sırada ORP düşmezse, denitrifikasyon bakterileri hiç çalışmayacak ve nitrat azotu suda birikecektir. Bu nedenle ilk adım, ORP'yi kontrol eden "yön bulucu" olan "hedef aralığı" netleştirmektir. Bu olmadan, sonraki işlemler sadece aldatmaca olacaktır.
Sıradaki en pratik olanı: ORP'yi özel olarak nasıl ayarlarsınız? Farklı senaryolardan bahsedelim, sonuçta, aerobik, anaerobik ve anaerobik sistemlerin oyun tarzı farklıdır. Tek tek ele alalım.
İlk olarak, aerobik sistemlerden, örneğin aerobik tanklar ve biyolojik havalandırmalı filtrelerden bahsedelim. Temel nokta "oksijen kontrolü"dür, çünkü oksijen burada ana oksidan maddedir ve ORP ve çözünmüş oksijen (DO) neredeyse "birbirine bağlıdır". Birçok arkadaş hata yapar: Havalandırma ne kadar büyük olursa, çözünmüş oksijen (DO) o kadar yüksek olur ve ORP o kadar istikrarlı olur diye düşünürler - aslında, DO çok yüksekse, ORP de çok yükselir, bu sadece elektrik israfına neden olmakla kalmaz, aynı zamanda bazı aerobik bakterileri (zor bozunan organik maddeleri parçalayanlar gibi) de engelleyebilir; DO çok düşükse, ORP tekrar düşer, aerobik bakteriler nefes alamaz, COD düşemez ve amonyak azotu nitrifikasyon yapamaz. Bunu nasıl ayarlamalıyız?
İlk olarak, DO ve ORP arasındaki ilişkiyi yakından izlememiz gerekir. Her sistemin durumu farklıdır. Örneğin, bazı aerobik tanklarda, DO 2-3mg/L arasında olduğunda, ORP sadece +250~+300mV'de stabilize olur. Bu nedenle, DO'yu bu aralıkta kontrol edelim ve ORP doğal olarak stabilize olacaktır. DO nasıl kontrol edilir? En doğrudan yol, havalandırma vanasının açıklığını veya havalandırma fanının frekansını ayarlamaktır - şimdi birçok su arıtma tesisi "DO-ORP bağlantı kontrolü" kullanıyor, örneğin, ORP hedefini +300mV olarak ayarlamak. ORP 280mV'nin altında olduğunda, sistem otomatik olarak havalandırmayı açar; 320mV'den yüksekse, havalandırmayı azaltır, insanların izlemesine ve ayarlamasına gerek yoktur, bu kullanışlı ve doğrudur.
Ek olarak, aerobik sistemdeki karbon azot oranı da ORP'yi etkileyebilir. Örneğin, gelen suyun COD'si aniden artarsa ve mikroorganizmalar "daha fazla yerse", oksijen tüketimi artacaktır. Bu durumda, havalandırma etkinleştirilmemiş olsa bile, DO yine de azalacak ve ORP de azalacaktır. Bu durumda, sadece havalandırmayı ayarlamaya güvenmek yeterli değildir, aynı zamanda giriş yüküne de bakmak gerekir. COD yüksek kalmaya devam ederse, girişi ayarlamak (örneğin, arıtılmış suyun bir kısmını reflü ile seyreltmek) veya bazı besin maddeleri takviye etmek (örneğin, azot ve fosfor yeterli değilse üre veya potasyum dihidrojen fosfat eklemek) gerekebilir, böylece mikroorganizmalar "eşit yiyebilir" ve oksijen tüketimi istikrarlı olur ve ORP dalgalanmaz.
UASB ve IC reaktörleri gibi anaerobik sistemlerden bahsedersek, amaç ORP'yi -200~-400mV'de (metan üretim aşaması) stabilize etmektir. Buradaki anahtar, "oksijeni önlemek" ve "karbon kaynaklarını kontrol etmektir", çünkü anaerobik sistemlerin hepsi "oksijene duyarlıdır". Biraz oksijen girerse, ORP fırlayacak ve doğrudan mikroorganizmaları "zehirleyecektir".
İlk olarak, "sızdırmazlık" konusunda iyi bir iş yapmak gerekir, bu temeldir. Birçok arkadaşın anaerobik tanklarının ORP'si kararsızdır ve kontrol edildikten sonra, giriş borusunda hava kaçağı veya reaktörün üst kapak plakasının sıkıca kapatılmadığı tespit edilmiştir, bu da tanka hava sızmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, her bakımdan sonra, sızdırmazlık durumunu kontrol etmek gerekir ve atık su ile havanın girmesini önlemek için giriş borusuna bir "su contası" eklemek en iyisidir. Ayrıca, anaerobik sistemlerdeki reflü pompaları ve karıştırıcılar gibi cihazlar hava soğutması gerektiriyorsa, havanın suya sızmamasına dikkat etmek önemlidir, aksi takdirde gerçekten bir 'karınca yuvaları tarafından yok edilen bin mil uzunluğunda bir set' gibi olacaktır.
Daha sonra karbon kaynağı ve pH kontrolü gelir. Anaerobik mikroorganizmalar organik maddeyi parçaladığında, indirgeyici maddeler olan metan ve karbondioksit üretirler ve bu da indirgeyici bir ortamı koruyabilir. Gelen suyun COD'si çok düşükse, mikroorganizmalar yiyemeyecek ve indirgeyici madde yeterli olmayacak, bu da ORP'nin yükselmesine neden olacaktır; COD çok yüksekse, mikroorganizmalar "yiyip bitirecek" ve çok fazla uçucu yağ asidi (VFA) üretecek, bu da pH'ın düşmesine neden olacaktır. pH 6.5'in altında olduğunda, metan üreten bakteriler çalışmayı durduracak ve ORP de kaotik hale gelecektir. Bu nedenle, gelen suyun COD'sini ve havuzdaki VFA ve pH'ı düzenli olarak ölçmek gerekir. COD yeterli değilse, bazı karbon kaynakları (glikoz, metanol veya yüksek konsantrasyonlu organik atık su gibi) ekleyin. VFA çok yüksekse, pH'ı ayarlamak için alkali (sodyum hidroksit, sodyum karbonat gibi) ekleyin. Genel olarak, pH 7.0-7.5'te kontrol edilir ve ORP'nin sorun yaşama olasılığı daha düşüktür.
Başka küçük bir ayrıntı var: Anaerobik sistem başlatıldığında, mikrobiyal popülasyon başlangıçta küçük olduğundan ve redüksiyon ortamı henüz oluşturulmadığından, ORP'yi kontrol etmek özellikle zordur. Endişelenmeyin, mikroorganizmaların yavaş yavaş çoğalmasına izin vermek için düşük konsantrasyonlu atık suyu yavaşça ekleyin. Aynı zamanda, redüksiyon ortamının kurulmasını hızlandırmak için biraz "aşılanmış çamur" (diğer anaerobik tanklardan çamur gibi) da ekleyebilirsiniz. ORP -200mV'nin altında stabilize olduğunda, giriş yükünü kademeli olarak artırın, aksi takdirde "başarısızlık" kolaydır.
Son olarak, denitrifikasyon tankları gibi anaerobik sistemlerden bahsedelim, burada hedef ORP genellikle -50~+50mV arasındadır. Buradaki temel nokta "karbon kaynağı kontrolü ve oksijen önlemesidir", çünkü denitrifikasyon bakterileri "besin" olarak karbon kaynağına ihtiyaç duyar ve hiçbir oksijen müdahalesi olmamalıdır (aksi takdirde nitrat azotuna göre oksijene öncelik vereceklerdir).
Birçok arkadaş denitrifikasyon tanklarının ORP'sini düşüremez, bu nedenle kontrol edilecek ilk şey oksijen kaçağı olup olmadığıdır - örneğin, denitrifikasyon tankının önündeki aerobik tankta çok fazla havalandırma varsa, DO atık suyu denitrifikasyon tankına taşır veya denitrifikasyon tankındaki karıştırıcı "havalandırma karıştırması" yapıyorsa (bu en zor olanıdır ve doğrudan tankı oksijenlendirir), bir karbon kaynağı eklense bile, ORP düşürülemez. Bu nedenle, denitrifikasyon tankının karıştırılması "mekanik karıştırma" (kanat karıştırma gibi) kullanmalı ve havalandırma karıştırması kullanamaz; Aerobik tanktan çıkan atık suyun DO'su çok yüksekse, denitrifikasyon tankının önüne sudaki oksijenin bir kısmını gidermek için bir "gaz giderme tankı" eklenmelidir.
Sonra 'karbon kaynağı miktarı yeterli olmalıdır'. Denitrifikasyon bakterileri nitrat azotunu parçaladığında, bir elektron donörü olarak bir karbon kaynağına (COD gibi) ihtiyaç duyarlar. Karbon kaynağı yetersizse, oksijen olmasa bile, çalışacak güçleri olmayacak ve ORP istikrarlı olmayacaktır. Karbon kaynağının yeterli olup olmadığını nasıl belirleyebiliriz? Karbon-azot oranı (C/N) hesaplanabilir. Genel olarak, denitrifikasyon 5~8:1'lik bir C/N oranına ihtiyaç duyar. Örneğin, gelen sudaki nitrat azotu 50mg/L ise, COD en az 250~400mg/L olmalıdır. Yeterli değilse, metanol, sodyum asetat veya evsel atık sudan COD gibi karbon kaynakları takviye edilmelidir. Takviye ederken, bir seferde çok fazla eklemeyin, aksi takdirde COD daha sonraki sistemde kalacaktır. "Az miktarda birçok kez eklemek" ve ORP ve nitrat azotundaki değişiklikleri izlemek en iyisidir. ORP yaklaşık 0mV'de sabit kalırsa ve nitrat azotu azalmaya devam ederse, bu, karbon kaynağının tam olarak eklendiğini gösterir.
Bu özel işlemlere ek olarak, aerobik, anaerobik veya anaerobik sistemlerde kullanılabilecek ve birçok sapmayı önlemenize yardımcı olabilecek birkaç "genel ipucu" da vardır.
İlki 'Sadece ORP'ye tek bir gösterge olarak odaklanmayın', diğer göstergelerle bağlantılı olmalıdır. Örneğin, aerobik tankın ORP'si düşerse, DO'nun düşüp düşmediğini, COD'nin artıp artmadığını ve amonyak azotunun düşüp düşmediğini kontrol etmeniz gerekir; Anaerobik tankın ORP'si artarsa, pH'ın düşük olup olmadığını, VFA'nın yüksek olup olmadığını ve oksijen kaçağı olup olmadığını kontrol etmek gerekir - ORP bir "sinyal askeri"dir, bir "neden" değil, sadece ORP'ye bakmak sorunu bulamaz ve "nerede ayarlama yapılacağını" doğru bir şekilde bulmak için DO, pH, COD, amonyak azotu ve VFA gibi göstergelerle birlikte analiz edilmesi gerekir.
İkincisi, "makul bir dalgalanma aralığı belirlemek" ve "mutlak istikrar" peşinde koşmamaktır. Biyokimyasal sistemin kendisi dalgalanmalara sahiptir (giriş suyu kalitesindeki ve sıcaklığındaki değişiklikler gibi) ve ORP'nin hafif dalgalanması normaldir. Örneğin, aerobik tankın ORP'si +300mV olarak ayarlanır ve 280-320mV arasında salınmasına izin verilir. Bu aralığı aşmadığı sürece, mikroorganizmalar uyum sağlayabilir ve her dalgalanmada çok fazla ayarlamaya gerek yoktur, aksi takdirde sistemi daha istikrarsız hale getirecektir. Örneğin, havalandırma vanası aralıklı olarak açılıp kapandığında, çözünmüş oksijen (DO) yüksek ve düşük arasında dalgalanır ve mikroorganizmaları bir kayıp içinde bırakır.
Üçüncüsü, "cihazı düzenli olarak kalibre edin", ORP elektrodunun sizi "kandırmasına" izin vermeyin. ORP elektrodu zamanla yaşlanabilir veya sudaki kirleticilerle (yağ lekeleri ve biyofilmler gibi) kaplanabilir ve ölçülen değerler yanlış olabilir - örneğin, gerçek ORP +200mV ise ve elektrot +100mV gösteriyorsa, havalandırmanın yeterli olmadığını düşünebilir ve havalandırmayı artırabilirsiniz, ancak ORP aslında +300mV'ye yükselir, bu da aslında sorunlara neden olabilir. Bu nedenle, ORP elektrodunu haftada bir kez, standart bir tampon çözeltisi (pH 7.0 tampon çözeltisi gibi, yaklaşık +200mV'lik bir ORP ile, tampon çözeltisi talimatlarına bağlı olarak) kullanarak, elektrottaki herhangi bir kiri silerek ölçülen değerlerin doğru olduğundan emin olmak için kalibre etmeniz genel olarak önerilir, böylece kontrol anlamlı olur.
Son olarak, özetlemek gerekirse: ORP'yi kontrol etmek "yüksek hassasiyetli bir teknoloji" değildir, temel "önce hedef aralığı netleştirmek, sonra etkileyen faktörleri belirlemek ve son olarak gerektiği gibi ayarlamaktır". Aerobik sistem DO ve karbon azot oranına, anaerobik sistem sızdırmazlık ve pH, VFA'ya ve anoksik sistem karbon kaynağı ve sızdırmaz oksijene odaklanır. Diğer göstergelerle birlikte, cihazların düzenli olarak kalibrasyonu, ORP'yi temel olarak stabilize edebilir. Biyokimyasal sistemlerle uğraşmak aslında mikroorganizmalarla arkadaş olmak gibidir. Mizaçlarını anlayabilirsiniz (hangi ORP ortamını sevdiklerini), onlar için rahat koşullar yaratabilirsiniz ve doğal olarak iyi çalışacaklardır. Sistem istikrarlı hale geldiğinde, biz de huzurlu oluruz.
