污水处理中的ORP，到底怎么用才对？｜水圈
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shuiquan2014
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以下文章来源于胖先生的水处理日记 ，作者工程师大胖
一个水处理工程师的工作日常分享
今天的文章主题，是有关于污水处理中非常常见的一个参数：ORP。
为啥今天想起来要说这个话题呢？还是和胖哥的小老弟王同学有关系。
话说昨天中午，我们实验室的人吃完饭后，大家一起在公司楼下遛弯消食，聊天打屁。
原本我们都是天南海北的瞎扯淡，突然小王就差了一嘴：
“胖哥咱们说点正事儿，昨天我看了一篇文章，大意是说一位水处理工程师解决出水氨氮超标的问题，我看完后绝大多数都能理解，唯独有一点我想不通。”
实话实说，胖哥这个小老弟还是非常爱学习的，只要平时有时间，不是看书就是阅读公众号，这点胖哥还是挺佩服他的。
然后我就问他到底是哪里想不通呢。
小王说：
“那位博主在写文章的时候，说他在确认氨氮超标的原因时，通过观察缺氧池ORP值的波动范围，初步怀疑是进水中有毒性物质抑制了硝化菌的活性。”
回忆了一小会儿后，小王接着说：
“然后他就分别取了正常活性污泥和他们厂好氧池的活性污泥做硝化试验，结果显示果然他们厂的活性污泥的硝化活性果然不好，正常污泥4个小时就能处理完的氨氮，他们厂足足花了一天才搞定。”
说到这，小王眉头紧皱，用怀疑的语气问我：
“胖哥他的这个试验我明白，但是我就不懂他是怎么通过ORP值的波动来判断进水中可能存在有毒物质的呢？”
小王说的那篇文章，其实我也看到了，所以我很快就明白了他的问题痛点：
“就是那个反硝化单元ORP一直在-70mv左右，然后突然有一天他发现ORP值降到了-180mv的那个文章吗？”
小王忙不迭地点头的说：
“胖哥你也提到具体数值了，那我就在问一个问题，就是我看资料介绍时，貌似很多资料对于各个单元的ORP值规定并不统一啊，有说±100mv的，也有说±200mv的，这差的有点太大了吧，我到底该信谁？”
看着小王一脸便秘的表情，我忍俊不禁，哈哈笑出了声：
“你别急，且听我慢慢说来。”
我：“ORP代表的意义不用我多说了吧？”
小王：“这个我知道，就是氧化还原电位。”
我：“那你知道主要影响ORP的因素吗？”
小王：“这个我也知道，就是溶解氧越高，ORP值越高，pH值越低，ORP值越高。”
我：“你还少说了一点，就是温度和ORP的关系，整体上是温度越高，ORP值越低，这个也可以从Nernst方程上面看出来。”
小王点头称是。
我继续说道：
“其实影响ORP值的因素可不光这几个，尤其是在生化工艺中，比如微生物的种类啊，来水中所含的具体成分啊等等，所以它并不像pH、电导率等等指标一样，让人一看就能大概判断出这个水具体是什么情况。”
“所以一开始， 人们并没有把ORP作为市政生化水处理工艺中，而是用在水质和处理工艺都比较单一的工业废水中， 没别的原因，就因为它稳定。”
“但是后来人们发现生化工艺中的溶解氧值的变化幅度实在太小，例如普通以去除有机物为主的 好氧工艺的溶解氧需求量是2mg/L，好氧硝化工艺溶解氧2-4mg/L，缺氧反硝化工艺的溶解氧要求≤0.5mg/L，厌氧工艺的溶解氧要求更低，要≤0.2mg/L。 ”
“再加上刚开始溶氧仪测试仪器的精度感人，很多时候仪表指示的数值和实际的数值相差的太多。”
说到这，我突然想起了以前用的那种老古董导航，有一次我回老家，设置好后就跟着走，结果差点没给我导到邻省去，原本5小时的车程，我足足开了一天，我妈一度怀疑我被人拐卖了
没错，最开始的溶氧仪差不多也是这个状态吧，就这种状态，你还想让环保工程师们把娇气的生化系统调好，那可真是太难为人了。
然后我接着说：
“所以那时候就有人提议把ORP引入生化工艺中，用来指导曝气，也是从那个时候开始，人们总结了主要工艺段的一个ORP值的范围。”
说完，我从口袋里掏出纸和笔，把那个大概的范围列了出来。
（1）市政生活污水好氧硝化反应最佳ORP区间： +100~+350mv；
（2）市政生活污水好氧去除BOD反应最佳ORP区间： +50~+250mv；
（3）市政生活污水好氧吸磷反应最佳ORP区间： +25~+250mV；
（4）市政生活污水缺氧反硝化反应最佳ORP区间： +50~-50mV；
（5）市政生活污水厌氧释磷反应最佳ORP区间： -250~-100mv；
写完后，我问小王说：
“和溶解氧对比，你能发现这些反应的ORP区间有个什么特点吗？”
小王想了想，然后试探着说：
“ORP数值的区间跨度比DO数值大？”
我点点头说：“没错，同样都是以毫为计量单位的，但ORP值的跨度要远远大于溶解氧值，就是因为这个特点，ORP这个指标才有了后面的波澜起伏。”
小王起了兴趣，饶有兴致的问我道：
“哦？到底是怎么一回事，胖哥你说说！”
我接着跟他分析：
“首先ORP值范围宽，所以对环境变动相对敏感，更兼之影响其数值变动的因素太多，尤其是溶解氧的自控方面，你也不知道ORP值上升或者下降到底是不是溶解氧导致的，这就不太容易把风机控制和中控做自控联动。”
“再加上后来溶解氧仪也发展起来了，测得数值精度上去了，更能反映溶解氧这一单一指标的变动情况，也就容易和风机做自控联动，所以人们就把ORP给PASS了，开始大规模用溶氧仪。”
说完，我看了看小王，打趣的说：
“不过这就属于典型的偏见了，毕竟这个世界上，哪有什么真正的垃圾，那些所谓的垃圾只是放错了地方的宝贝而已！”
看小王一脸不信的表情，我又补充说：
“就好比ORP，虽然它并不能指示单一的因素，但尺有所短寸有所长， 由于ORP指标的灵敏度特别高，一般水质稍有变动其检测数据就能以很大的幅度来指示。 ”
我怕小王听不明白，还特意做了个比喻：
“它就像工业水处理系统的看门狗一样，一旦发现有外人入侵，第一个大声汪汪叫的肯定是它！”
听我说完，小王哈哈大笑，说我这个比喻用的好。
之后我接着说道：
“就因为ORP的这个特性，所以工程师们又开始把它放在水质易波动的工业水处理中，用来监测进水波动情况，就好像你说的那篇文章的博主所写，他也是因为观察到了ORP的异常波动，才开始警惕进水中是否含有有毒物质的。”
我说到这里，小王终于明白了这个问题的关键，但关于他问的第二个问题，也就是为啥资料中对于ORP的数值记载都不一样，他仍然不明白：
“胖哥，那你说说我的第二个问题，是怎么回事呢？”
听他问到这，我又拿起了笔，指点了一下我刚才在纸上写的那些常见工艺的ORP区间范围，问他说：
“你知道我写这些的时候，为啥专门标注了市政生活污水吗？”
小王摇摇头，表示自己并不知情。
我接着说：
“这个你就得结合ORP的特性来看了，因为ORP本身很灵敏，再加上能够影响它的因素有很多，而且生化工艺中的微生物千奇百怪，所以只要工艺、水质稍有变动，体现在ORP上的数值就会偏离很多。”
“而市政生活污水的水质和处理工艺选择，一般全国范围内都相差不大，这才给人们总结与其相关的区间范围提供了条件，所以我给你列的那些数值，我只能说针对生活污水管用， 如果换成不同种类的工业废水，那就不好说了。 ”
小王恍然大悟，说道：
“我明白了胖哥，原来我看的那些资料所给出的数值不一样，是因为得出那些数值的环境不一样，对吧？”
我点点头说对。
然后小王又问道：
“那胖哥，如果我在一个工业废水上面应用ORP的话，又该怎么去设置它的合适的参数呢？”
我无奈的白了他一眼，说：
“你小子还是没懂啊，我说了半天，其实中心思想就一个，那就是ORP可以用，但它也就是个辅助，帮助你更好的了解整个系统，你得让它为你服务，而不是你去为它服务！”
小王似懂非懂，一脸纠结的看着我。
我叹气一声，说道：
“就好比你运营了一个项目，你可以在每个单元里面设置一套ORP系统，但你不用把它和其他参数相互联动，而是在你的系统稳定运行后，通过一个较长时间观察它的稳定区间，例如是-100mv~+100mv，后面当你看到ORP在这个区间时，你是不是就知道系统很稳定，并没有什么太大的异常？”
小王点头说对。
“然后突然有一天，你看到ORP的值猛的下降到了-200mv或者猛增到+200mv了，你说是不是进水异常了？”
小王又点点头。
“但是这个时候其实你也是不知道到底是不是真的异常了，所以你才会看到你说的那篇文章中的博主，又做了小试去验证，这才是ORP的正确打开方式！”
说完，我故意大声的对小王说：
“懂了吗？”
小王不好意思的挠挠头，说：
“这下我懂了，胖哥， 正所谓兵无常势水无常形，原来ORP也会兵法啊！ ”
我哈哈一笑说：
“你小子说的没错，水处理就是这样，其实每个小知识点看上去都不难，但是你要想把它们串联在一起组成一个完整的系统，那就难了！”
说完，我们一行回到办公室，又开始下午的工作。
好了，今天的分享就到此为止。
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