pH、ORP监控在亚硝酸型生物脱氮过程中的应用

目前亚硝酸型生物脱氮因为其节约能源和碳源备受人们的关注。国内外学者提出了多种实现及维持的控制途径,但仍存在一些问题。文章分析了pH、ORP作为亚硝酸型硝化过程控制参数的理论基础,并阐述了亚硝酸型生物脱氮过程中pH、ORP过程控制国内外研究现状和发展趋势。

常温内源反硝化脱氮过程中pH和ORP变化规律

采用SBR反应器,在25℃下,以不同比例的NO-3N和NO-2N作电子受体,对内源反硝化脱氮过程中的pH、ORP变化进行了研究。结果表明,ORP在内源反硝化过程中呈现逐渐减小的趋势,当反硝化结束时突然大幅度降低而出现特征点;内源反硝化过程中的pH值变化则与起始pH值和硝态氮浓度有关,当初始pH值较小、硝态氮浓度较低时,内源反硝化过程中pH极大值只出现一次,pH值呈现出先增大后减小的规律性变化,指示反硝化结束的特征点准确出现;当初始pH值较高、或者硝态氮浓度足够高时,则pH值在反应后期将维持在某个值附近并波动,指示反硝化结束的特征点不明显,此种情况下,以ORP来指示内源反硝化过程的结束较为可靠。

应用ORP预测和控制地下水除铁滤池出水含铁量

试验研究了应用氧化还原电位(ORP)预测和控制除铁滤池出水含铁量的可行性,探讨了水力负荷(HLR)、溶解氧(DO)和pH值对ORP滤池除铁效果的影响以及曝气过滤除铁的机理.结果表明,在pH值为6.69,DO为6.8mg/L时,滤池除铁机理主要为接触催化氧化作用;HLR、DO和pH值对滤池除铁有较大的影响;滤池出水含铁量(Y)与ORP(X)之间的关系可用回归方程y=0.0004exp[3816/(X+200)](R2=0.9664)表示;当ORP在400～510mV时,滤池出水含铁量小于0.3mg/L.

ORP在水环境污染防控方面的应用

氧化还原电位(ORP)是判断液相体系氧化还原能力的综合参数,反映了液相体系的氧化还原倾向。探讨了温度、时间、pH、溶解氧等因素对ORP的影响,总结了ORP指标在水环境污染防控中的应用,指出了ORP应用过程中应注意的事项。就目前应用而言,ORP在给水处理、循环水处理、脱硫废水处理、水处理设备防腐等方面具有很好的应用前景。此外,ORP在湿地保护方面的应用也是新的发展方向。

基于改进蛙跳算法优化的支持向量回归机ORP预测

氧化还原电位是生物氧化提金预处理过程中的一个重要工艺参数,为了实现对氧化还原电位的准确预测,提出一种基于改进的蛙跳算法优化支持向量回归机的预测方法.该算法是在标准蛙跳算法的基础上,参照反向差分的思想对种群进行初始化,将粒子群个体认知引入算法的局部寻优.通过改进的算法优化支持向量回归机的关键参数,并以新疆某金矿的实际生产数据进行仿真,结果表明该方法具有较高的预测精度.

海水ORP对3C钢腐蚀行为的影响

研究了氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)对海水中碳钢腐蚀电化学特征的影响,应用动电位极化曲线法探讨了ORP与碳钢腐蚀行为之间的关系。结果表明,海水的ORP参数对碳钢腐蚀行为具有较大的影响,其中O2/OH电对的作用占主导,其他电对如Fe3+/Fe2+也有一定的影响。随着海水ORP的增大,其氧化能力越强,碳钢腐蚀电流增大,腐蚀速度加快。水质相对稳定的开放性大洋海水中,可以考虑海水氧化还原电位在碳钢腐蚀速度预测评估中的应用。

沈阳市辉山明渠黑臭水体中底泥ORP变化趋势

分析了河道黑臭水体的形成、底泥恶化的成因,并对辉山明渠水体底泥污染情况进行调查和研究,建立底泥各指标因子对流域水环境黑臭的预警体系,掌控流域底泥的现行状况以及重要指标的变化趋势,为监管部门提供更有效的监管依据,能够防范重大黑臭水体的产生,为保持流域水环境的生态功能和提高人居生活环境提供有效的技术支撑。

地下污水渗滤系统基质层ORP扰动特征及其影响因素

以往研究认为基质氧化还原电位分区呈垂直线性变化,且即使存在微区穿透现象,也未能获得充分的实验证实.为揭示氧化还原微区变化规律及其影响因素,采用土柱模拟方法探究了水力负荷与湿干比对氧化还原微区的扰动规律.结果表明:在中等水力负荷(0.1 m^3/(m^2 d))下,湿干比变化可诱导氧化还原电位分区纵向移动,硝化区随湿干比增大而缩小,反硝化区反之;湿干比过大可导致硝化与反硝化微区互穿透,产生非线性分区;水力负荷变化对氧化还原微环境扰动显著,负荷增大对中下层影响更明显;湿干比为4 h∶8 h时,氧化还原电位分区随水力负荷变化呈明显线性波动.

火电厂反渗透进水ORP测量的影响因素

模拟火电厂反渗透进水,进行了氧化还原电位(ORP)的静态和动态试验,研究了温度、溶解氧和电极表面状态对ORP测量的影响。静态试验结果表明,当温度从15℃升至35℃时,ORP降低了12%;通高纯氮除氧,ORP可降至除氧前的37%。动态模拟冬夏两季电厂在线监测反渗透进水ORP,结果表明,温度为28℃时的ORP比温度为14℃时降低了17%。ORP电极的表面状态对ORP测量的准确性影响较大。根据分析结果,提出了提高火电厂在线监测反渗透进水ORP准确性的建议。

基于HCS-GNN模型的ORP传感器故障诊断

针对生物氧化预处理过程中氧化还原电位(ORP)传感器常见故障,通过详细分析该工艺中影响ORP的因素,提出一种混合布谷鸟搜索(HCS)算法与灰色神经网络(GNN)相结合的传感器故障诊断方法。即采用HCS算法对GNN模型参数进行优化,建立ORP非线性预测模型,将ORP预测结果与实际测量值相比较得到残差,分析残差的变化趋势,最终实现对ORP传感器的故障诊断。仿真结果表明,HCS-GNN模型具有较高的预测精度,能够有效地完成对ORP传感器的故障诊断。

改进TLBO算法优化灰色神经网络的ORP预测

在生物氧化提金预处理过程中,由于传统的氧化还原电位预测方法精度不高,该文提出一种改进教与学优化算法(ATLBO)优化灰色神经网络的预测方法。在ATLBO算法中,采用多种群协同学习策略,有效地提高了算法的收敛速度和寻优精度。同时,对各个子种群进行随机交叉操作,大大降低算法陷入局部最优的可能性。运用ATLBO算法优化灰色神经网络(GNN)的参数,并将最优解作为灰色神经网络的输入,对氧化还原电位进行预测。仿真结果表明,与其他预测方法相比,该预测模型能达到较好的预测精度,并且优于其他预测模型。

不同负ORP值碱性电解水理化、抗氧化及缓解胃酸性能研究

目的:以生活饮用水电解产生的3种不同负氧化还原电位值碱性电解水(alkaline electrolyzed water,AEW)为对象,研究其理化性质及抗氧化和缓解胃酸过多能力。方法:测定了AEW pH值、氧化还原电位(oxidation-reduction potential,ORP)、溶解性总固体(total dissolved solids,TDS)以及矿物质含量,研究AEW自由基清除率及抗脂质过氧化能力。模拟人工胃模型研究AEW体外中和胃酸能力。结果:AEW负ORP值与pH值呈极显著正相关(P<0.01)。AEW对超氧阴离子自由基、羟自由基、ABTS自由基清除率及抗脂质过氧化能力显著高于饮用水(P<0.05),其抗氧化能力与负ORP值呈显著正相关(P<0.01)。AEW具有中和胃酸能力且与饮用水相比有显著性差异(P<0.05),饮用水对胃酸有一定稀释作用。结论:电解生活饮用水产生的不同负ORP值AEW具有抗氧化性,抗氧化能力随负ORP值增大逐渐增强,具有缓解胃酸过多能力且效果与0.2%NaHCO_(3)溶液相当。

一种新型ORP电极的制备与性能分析

为了克服传统氧化还原电位(ORP)电极损耗和维护成本的不足,以pH玻璃电极为参比电极,以铂环电极为工作电极,两者制成pH/铂复合的新型ORP电极。在一体化测控平台的基础上,分别对电极信号采集和自动滴定程序进行设计,为该电极的应用性能提供简单、快捷的研究平台。探讨了该电极终点判断、响应时间、溶液酸度和重复性等电极性能问题。实验表明:新型ORP电极法对氧化还原体系电位变化有良好的响应,测值稳定,电极有响应快、重复性好、免维护等特点。该电极具有良好的在线应用前景。

锑盐除钴过程电位检测系统开发与应用

净化过程是湿法炼锌的关键步骤,及时准确地获取过程的反应状态是实现过程优化运行的基础。电位是表征反应器内部氧化还原反应进行程度的重要参量,其已经应用于多种工业过程。本文针对锑盐除钴过程开发了一套电位检测系统,并针对锌粉粘结问题设计了电位计保护装置。实践应用表明,本文所开发的锑盐除钴电位检测系统可以在现场长期稳定运行并为生产操作提供关键指导信息。

固定化蒽醌对偶氮染料生物降解促进作用研究

采用非水溶性蒽醌固定化技术对偶氮染料生物降解促进作用进行了研究,对比了海藻酸钙,聚乙烯醇-硼酸,聚乙烯醇-海藻酸钙和琼脂4种固定化技术,探讨了溶解氧对脱色过程的影响和固定化蒽醌系统脱色广谱性.研究结果表明,固定化蒽醌可提高多种偶氮染料生物厌氧脱色速度1.5~2倍和降低偶氮染料脱色过程氧化还原电位-10^-15 mV;经4次循环使用后,其加速作用仍保持在90%以上;固定化蒽醌微生物系统具有很强抗氧冲击能力.

温度对亚硝酸型硝化/反硝化的影响

以间歇式活性污泥法 (SBR)法处理啤酒废水 ,系统考察了温度变化对亚硝酸型硝化 /反硝化的影响。结果表明 :温度维持在 30℃得到的亚硝酸型硝化的污泥 ,运行在常温 (19 5～ 2 3 5℃ ) 5 0周期 ,硝化类型转变为硝酸型硝化。而后 ,逐渐升温 ,硝化类型逐渐转变为亚硝酸型硝化。当温度达到 2 8～ 2 9℃时 ,硝化类型为稳定的亚硝酸型硝化 ,硝化反应结束时NO- 2 N/NO- X N平均维持在 82 2 %～ 83 5 %。 2 8～ 2 9℃是本试验条件下亚硝酸型硝化的临界温度。而且不论是亚硝酸型硝化 /反硝化还是完全硝化 /反硝化 ,DO、ORP、pH在脱氮过程中的变化规律基本相同 ,可以作为SBR法脱氮过程的控制参数。

电解水的保存特性及杀菌效果

为探明电解水的保存特性及杀菌效果,该研究将4种电解水分别保存在（-18±2）℃和室温下,测定其主要理化特性pH值、氧化还原电位（ORP）以及有效氯含量（ACC）随保存时间延长（7~30 d）的变化,比较4种电解水保存前和在（-18±2）℃、室温保存30 d对虾的杀菌效果,并检测电解水浸泡虾后浸泡液中的残留菌。结果显示：在保存过程中绝大多数电解水的pH值呈上升趋势,ORP和ACC有下降趋势;电解水冰[（-18±2）℃保存]的pH值和ACC高于室温保存的电解水,ORP低于室温保存的电解水;保存30 d后,电解水对虾的杀菌效果比保存前差,且电解水冰对虾的杀菌效果优于室温保存的电解水。表明电解水以固态冰的形式保存有利于ACC的保持,能提高电解水对虾的杀菌效果。

三维电极反应器处理染料废水的研究

采用三维电极电化学反应器处理含酸性大红3R的染料废水,考察了槽电压、原水浓度和反应时间对处理效果的影响,分析了反应过程中电流值的变化,对氧化还原电位(ORP)与去除状况的关系、反应器内不同位置的去除效果进行了初步探讨,并通过紫外—可见光谱分析了酸性大红3R的分解产物.试验表明,在最佳条件时,含酸性大红3R的染料废水色度去除率接近100%,COD去除率大于90%.

耐盐菌在复合高盐条件下对偶氮染料K-2BP的脱色研究

研究利用耐盐菌CAS,考察其在不同的Na2SO4+NaCl复合高盐条件下对偶氮染料K-2BP模拟废水厌氧脱色情况,并研究不同复合高盐条件下K-2BP生物脱色与氧化还原电位ORP之间的关系。结果表明:耐盐菌CAS在不同Na2SO4+NaCl复合高盐条件下对偶氮染料K-2BP具有很好的脱色效果,且Na2SO4的加入使反应过程中ORP增加,脱色反应更易进行。

SBR工艺对低碳量城市污水的反硝化除磷研究

广州地区的城市污水含碳量低,碳、氮、磷浓度比例失调,采用传统工艺处理很难达到理想的脱氮除磷效果,为此采用SBR工艺对其进行处理,考察了该工艺的反硝化除磷效果。结果表明,在厌氧/缺氧/好氧的运行模式下,采用逐步增加缺氧段运行时间的方法可有效提高污泥的反硝化除磷性能;在试验进水水质条件下,反应器厌氧运行30 min、缺氧运行3 h、好氧运行1 h可保证对磷的稳定高效去除,出水TP<1 mg/L;ORP值无法指示缺氧反硝化与吸磷过程,pH值可作为缺氧吸磷结束的指示参数,而ORP和pH值均可作为好氧吸磷结束的控制参数。