咱們做水處理或者搞生化反應(yīng)的朋友，一提到ORP(氧化還原電位)可能就頭大——這玩意兒看不見摸不著，數(shù)值跳來跳去，有時(shí)候明明看著指標(biāo)都對(duì)，ORP一崩，整個(gè)系統(tǒng)跟著出問題。其實(shí)真不用把ORP當(dāng)成“玄學(xué)”，它本質(zhì)就是生化系統(tǒng)里“氧化還原環(huán)境”的“體溫計(jì)”，咱們控制ORP，說白了就是給微生物創(chuàng)造舒服的“生存條件”，讓它們好好干活。今天就用大白話跟大家掰扯掰扯，ORP到底該怎么控，從“為啥要控”到“具體咋操作”，咱們一步一步說透。
 

　　首先得搞明白：ORP到底是啥？咱們不用記那些“電子轉(zhuǎn)移勢(shì)能”的專業(yè)詞，簡(jiǎn)單說，ORP數(shù)值高，說明系統(tǒng)里“氧化劑多”，環(huán)境偏“氧化”；數(shù)值低，就是“還原劑多”，環(huán)境偏“還原”。而生化系統(tǒng)里的微生物，那可是“挑環(huán)境的主兒”——好氧菌喜歡偏氧化的環(huán)境(ORP一般正幾十到正幾百mV)，厭氧菌得在強(qiáng)還原環(huán)境里才干活(ORP通常負(fù)幾百mV)，就連兼性菌，也得根據(jù)環(huán)境里的氧、碳、氮這些東西的變化，調(diào)整自己的“工作模式”。所以O(shè)RP不是“可有可無的指標(biāo)”，是咱們判斷微生物“活得舒不舒服”“干沒干活”的關(guān)鍵信號(hào)。比如好氧池ORP突然掉下來，大概率是曝氣不夠了，好氧菌快“缺氧憋死了”；厭氧池ORP飆到正數(shù)，那完了，氧氣漏進(jìn)去了，厭氧菌直接“罷工”，甲烷都不產(chǎn)了。
 

　　那控制ORP的核心邏輯是啥？就一條：“按需調(diào)整”——先明確你這個(gè)生化系統(tǒng)要干啥(是降解COD？還是脫氮除磷？或者產(chǎn)沼氣？)，再確定需要哪種微生物“主導(dǎo)工作”，最后根據(jù)微生物的需求，把ORP穩(wěn)定在對(duì)應(yīng)的區(qū)間里。不是說“數(shù)值越高越好”，也不是“越低越對(duì)”，比如脫氮的時(shí)候，硝化階段(氨氮變硝態(tài)氮)得靠好氧菌，ORP得控制在+200~+400mV；到了反硝化階段(硝態(tài)氮變氮?dú)?，得換成兼性菌，還得讓環(huán)境偏還原，ORP就得降到-50~+50mV，要是這時(shí)候ORP沒降下來，反硝化菌根本不干活，硝態(tài)氮就積在水里了。所以第一步，先搞清楚“目標(biāo)區(qū)間”，這是控制ORP的“導(dǎo)航儀”，沒這個(gè)，后續(xù)操作都是瞎忙活。
 

　　接下來就是最實(shí)際的：具體怎么調(diào)ORP？咱們分場(chǎng)景說，畢竟好氧、厭氧、缺氧系統(tǒng)的玩法不一樣，咱們一個(gè)個(gè)來。
 

　　先說好氧系統(tǒng)，比如好氧池、曝氣生物濾池這些，核心是“控氧”，因?yàn)檠鯕馐沁@里最主要的氧化劑，ORP跟溶解氧(DO)幾乎是“綁在一起”的。很多朋友會(huì)犯一個(gè)錯(cuò)：覺得曝氣開越大，DO越高，ORP就越穩(wěn)——其實(shí)不是，DO太高了，ORP會(huì)飆得過高，不僅浪費(fèi)電，還可能抑制某些好氧菌(比如降解某些難降解有機(jī)物的菌)；DO太低，ORP又會(huì)掉下來，好氧菌“喘不上氣”，COD降不下去，氨氮也硝化不了。那該咋調(diào)？
 

　　首先得“盯緊DO和ORP的關(guān)系”，每個(gè)系統(tǒng)的情況不一樣，比如有的好氧池，DO在2~3mg/L的時(shí)候，ORP剛好穩(wěn)定在+250~+300mV，那咱們就把DO控制在這個(gè)范圍，ORP自然就穩(wěn)了。怎么控DO？最直接的就是調(diào)曝氣閥的開度，或者曝氣風(fēng)機(jī)的頻率——現(xiàn)在很多水廠都用“DO-ORP聯(lián)動(dòng)控制”，比如設(shè)定ORP目標(biāo)是+300mV，當(dāng)ORP低于280mV，系統(tǒng)自動(dòng)開大曝氣；高于320mV，就減小曝氣，不用人盯著調(diào)，省事兒還精準(zhǔn)。
 

　　另外，好氧系統(tǒng)里的“碳氮比”也會(huì)影響ORP。比如進(jìn)水COD突然變高，微生物“吃的多了”，耗氧就會(huì)增加，這時(shí)候就算曝氣沒動(dòng)，DO也會(huì)掉，ORP跟著降。遇到這種情況，不能只靠調(diào)曝氣，還得看看進(jìn)水負(fù)荷，要是COD持續(xù)偏高，可能得調(diào)整進(jìn)水量(比如回流一部分處理水稀釋)，或者補(bǔ)充點(diǎn)營(yíng)養(yǎng)(比如氮磷不夠的話加尿素、磷酸二氫鉀)，讓微生物“吃的均衡”，耗氧穩(wěn)定了，ORP才不會(huì)忽上忽下。
 

　　再說說厭氧系統(tǒng)，比如UASB、IC反應(yīng)器這些，目標(biāo)是讓ORP穩(wěn)定在-200~-400mV(產(chǎn)甲烷階段)，這里的關(guān)鍵是“防氧”和“控碳源”，因?yàn)閰捬跸到y(tǒng)里全是“怕氧的主兒”，一點(diǎn)點(diǎn)氧氣進(jìn)去，ORP就會(huì)飆升，微生物直接“中毒”。
 

　　首先得做好“密封”，這是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。很多朋友的厭氧池ORP不穩(wěn)，查來查去最后發(fā)現(xiàn)是進(jìn)水管漏空氣，或者反應(yīng)器頂部的蓋板沒蓋嚴(yán)，空氣往里滲——所以每次檢修完，一定要檢查密封情況，進(jìn)水管最好加個(gè)“水封”，防止空氣跟著污水進(jìn)去。還有，厭氧系統(tǒng)的回流泵、攪拌器這些設(shè)備，要是用的是需要空氣冷卻的，也得注意別讓空氣漏進(jìn)水里，不然真的是“千里之堤毀于蟻穴”。
 

　　然后是“碳源和pH的控制”。厭氧微生物降解有機(jī)物的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生甲烷、二氧化碳，這些都是還原劑，能維持還原環(huán)境。要是進(jìn)水COD太低，微生物“沒的吃”，還原劑不夠，ORP就會(huì)往上飄；要是COD太高，微生物“吃撐了”，會(huì)產(chǎn)過多的揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，導(dǎo)致pH下降，而pH低于6.5的時(shí)候，產(chǎn)甲烷菌就不干活了，ORP也會(huì)跟著亂。所以得定期測(cè)進(jìn)水COD和池子里的VFA、pH，COD不夠就補(bǔ)點(diǎn)碳源(比如葡萄糖、甲醇，或者高濃度的有機(jī)廢水)，VFA太高就加堿(比如氫氧化鈉、碳酸鈉)調(diào)pH，一般把pH控制在7.0~7.5，ORP就不容易出問題。
 

　　還有個(gè)小細(xì)節(jié)：厭氧系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候，ORP特別難控，因?yàn)閯傞_始微生物數(shù)量少，還原環(huán)境沒建立起來，這時(shí)候別著急，先慢慢加低濃度的廢水，讓微生物一點(diǎn)點(diǎn)繁殖，同時(shí)可以投點(diǎn)“接種污泥”(比如其他厭氧池的污泥)，加快還原環(huán)境的建立，等ORP穩(wěn)定在-200mV以下，再逐步提高進(jìn)水負(fù)荷，不然很容易“啟動(dòng)失敗”。
 

　　最后說說缺氧系統(tǒng)，比如反硝化池，目標(biāo)ORP一般在-50~+50mV，這里的核心是“控碳源和防氧”，因?yàn)榉聪趸枰荚串?dāng)“食物”，還得沒氧氣干擾(不然它們會(huì)優(yōu)先用氧氣，不用硝態(tài)氮)。
 

　　很多朋友的反硝化池ORP降不下來，首先要查“是不是漏氧了”——比如反硝化池前面的好氧池曝氣太足，DO帶著污水流到反硝化池，或者反硝化池的攪拌器是“曝氣攪拌”(這種最坑，直接往池子里充氧)，這時(shí)候就算加了碳源，ORP也下不去。所以反硝化池的攪拌一定要用“機(jī)械攪拌”(比如槳葉攪拌)，不能用曝氣攪拌；要是好氧池出水DO太高，就在反硝化池前面加個(gè)“脫氣池”，把水里的氧氣脫掉一部分。
 

　　然后是“碳源的量要夠”。反硝化菌降解硝態(tài)氮的時(shí)候，需要碳源(比如COD)當(dāng)電子供體，要是碳源不夠，就算沒氧氣，它們也“沒力氣干活”，ORP也穩(wěn)定不了。怎么判斷碳源夠不夠？可以算“碳氮比(C/N)”，一般反硝化需要的C/N在5~8:1，比如進(jìn)水里硝態(tài)氮是50mg/L，那COD至少得有250~400mg/L，要是不夠，就得補(bǔ)碳源(比如甲醇、乙酸鈉，或者用生活污水里的COD)。補(bǔ)的時(shí)候也別一次加太多，不然COD會(huì)殘留到后面的系統(tǒng)，最好是“少量多次”，盯著ORP和硝態(tài)氮的變化，ORP穩(wěn)定在0mV左右，硝態(tài)氮持續(xù)下降，就說明碳源加得剛好。
 

　　除了這些具體操作，還有幾個(gè)“通用小技巧”，不管是好氧、厭氧還是缺氧系統(tǒng)，都能用得上，能幫你少走很多彎路。
 

　　第一個(gè)是“別只盯ORP一個(gè)指標(biāo)”，要跟其他指標(biāo)聯(lián)動(dòng)看。比如好氧池ORP下降，你得看看DO是不是降了、COD是不是升了、氨氮是不是沒降；厭氧池ORP升高，得看看pH是不是低了、VFA是不是高了、是不是漏氧了——ORP是“信號(hào)兵”，不是“病因”，只看ORP找不到問題所在，得結(jié)合DO、pH、COD、氨氮、VFA這些指標(biāo)一起分析，才能精準(zhǔn)找到“調(diào)哪里”。
 

　　第二個(gè)是“設(shè)定合理的波動(dòng)范圍”，別追求“絕對(duì)穩(wěn)定”。生化系統(tǒng)本身就有波動(dòng)(比如進(jìn)水水質(zhì)、溫度變化)，ORP稍微波動(dòng)一點(diǎn)很正常，比如好氧池ORP設(shè)定+300mV，允許它在280~320mV之間晃，只要不超出這個(gè)范圍，微生物能適應(yīng)，不用一有波動(dòng)就大調(diào)特調(diào)，不然反而會(huì)讓系統(tǒng)更不穩(wěn)定。比如曝氣閥一會(huì)兒開一會(huì)兒關(guān)，DO忽高忽低，微生物反而“無所適從”。
 

　　第三個(gè)是“定期校準(zhǔn)儀器”，別讓ORP電極“騙了你”。ORP電極用久了會(huì)老化，或者被水里的污染物(比如油污、生物膜)覆蓋，測(cè)出來的數(shù)值會(huì)不準(zhǔn)——比如實(shí)際ORP是+200mV，電極顯示+100mV，你以為曝氣不夠，開大曝氣，結(jié)果ORP實(shí)際飆到+300mV，反而出問題。所以一般建議每周校準(zhǔn)一次ORP電極，校準(zhǔn)的時(shí)候用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(比如pH7.0的緩沖液，ORP大概是+200mV左右，具體看緩沖液說明)，擦干凈電極上的污物，確保測(cè)出來的數(shù)值準(zhǔn)，這樣控制才有意義。
 

　　最后再總結(jié)一下：控制ORP真不是啥“高精尖技術(shù)”，核心就是“先明確目標(biāo)區(qū)間，再找影響因素，最后按需調(diào)整”。好氧系統(tǒng)盯DO和碳氮比，厭氧系統(tǒng)盯密封和pH、VFA，缺氧系統(tǒng)盯碳源和防漏氧，再結(jié)合其他指標(biāo)一起看，定期校準(zhǔn)儀器，基本上就能把ORP控穩(wěn)。咱們跟生化系統(tǒng)打交道，其實(shí)就像跟微生物“交朋友”，你摸清它們的脾氣(喜歡什么ORP環(huán)境)，給它們創(chuàng)造舒服的條件，它們自然會(huì)好好干活，系統(tǒng)穩(wěn)定了，咱們也省心。
 

　　原標(biāo)題：【干貨】生化系統(tǒng)的ORP怎么控制？