控制发酵过程氧化还原电位优化酿酒酵母乙醇生产

利用氧化还原电极,研究了在厌氧条件下将氧化还原电位值(ORP)控制在不同水平(-50mV、-100mV、-150mV、-230mV)对乙醇发酵过程的影响。试验结果表明,不同的ORP值水平对乙醇得率,甘油形成、有机酸分泌、生物量和菌体死亡率的影响有明显的差异。当ORP为-50mV时的生物量是ORP为-100mV时的1.26倍、ORP为-150mV时的1.86倍、ORP为-230mV时的2.59倍,甘油浓度分别是后三者的1.2倍、1.1倍、1.7倍,而乙醇浓度却分别只有后三者的0.87倍、0.49倍、0.51倍。综合考虑生物量、乙醇浓度、甘油产量、残糖的测定结果,表明将ORP控制在-150mV时对乙醇发酵极为有利。说明可以用ORP电极来精确控制厌氧发酵条件,从而为酵母细胞合理分配代谢流以实现乙醇生产最优化的宏观控制提供了一种有效的手段。

自热式高温好氧消化工艺的氧化还原电位研究

采用自热式高温好氧消化(ATAD)中试工艺系统,通过间歇式运行,改变进泥初始ρ(VSS)和曝气强度,考察了系统中氧化还原电位(ORP)的变化情况.对进泥初始ρ(VSS)为45.4和34.2 g/L的曝气强度恒定在1.0 m3/h,搅拌转速为95 r/min,停留时间为25 d;初始ρ(VSS)为40.7 g/L污泥的曝气强度在0.4～1.0 m3/h间由大到小进行调节,搅拌转速为95 r/min,停留时间为44 d.结果表明,初始ρ(VSS)与曝气强度对ORP有影响,当曝气强度充足时,ORP呈先下降再回升趋势,最终ORP能达到0mV以上.对于pH的变化,初始ρ(VSS)为45.4和34.2 g/L的污泥规律相似,均呈先上升后下降趋势,初始ρ(VSS)为34.2 g/L的污泥pH从开始的6.01上升到8.11,然后下降到5.60～6.03.但初始ρ(VSS)为40.7 g/L的污泥pH的变化规律有所不同,pH一直呈上升趋势,从开始的7.33到最终的9.16.表明由于溶胞作用,系统中ρ(总氮),ρ(氨氮),ρ(总磷)较高,pH上升,若曝气强度充足,pH随后下降,ORP回升;若曝气强度较低,pH则一直呈上升趋势,ORP则处于较低值.因此ORP与进泥初始ρ(VSS),曝气强度,反应温度,ρ(氨氮)和pH等因素有关.从ORP的测试结果看,ATAD系统处于厌氧到微好氧之间的状态.

砷盐净化除钴镍过程氧化还原电位的优化设定

在湿法炼锌净化除钴镍过程中,锌粉的加入量由现场的氧化还原电位(ORP)测量仪控制。针对净化除钴镍过程中ORP与钴离子浓度难以建立精确数学模型,提出了一种基于案例推理(Case-Based Reasoning,CBR)技术的除钴镍过程氧化还原电位的优化设定方法。为了克服案例推理最近邻检索(KNN)算法易受单个特征属性干扰及近邻个数选取具有很大的主观性因素影响,采用遗传算法优化特征属性权重和近邻数,提高案例的检索精度。基于案例推理的ORP优化设定方法在工况条件发生变化时,能够自动调整ORP设定值,实时调整锌粉添加量,实现了锌粉的优化添加,降低了锌粉的消耗。

泳池水氧化还原电位卫生标准制定必要性

氧化还原电位(ORP)对泳池水质具有重要意义。本文介绍了ORP卫生学意义及其影响因素,通过分析比较国内外泳池水ORP,结合中国泳池水ORP应用现状,说明中国制定泳池水ORP卫生标准必要性。

新型水处理技术—氧化还原电位法

介绍如何最有效地利用氧化还原电位测量法这一新技术,从而避免安装其它的在线装置。

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。

饮用水ORP的健康意义及影响因素探讨

从人体的氧化还原平衡角度,分析了饮用水的氧化还原电位(ORP)对人体健康可能产生的作用,提出在不含任何有毒、有害物质的条件下,可将ORP作为健康饮用水的标准之一,其数值可确定在200 mV以下。通过试验研究了热处理、pH值、碱度、硬度以及茶水对饮用水ORP的影响,结果表明,对饮用水进行热处理或提高饮用水的pH值、碱度、硬度均可明显降低饮用水ORP值,茶叶可大幅度降低饮用水的ORP值。

以ORP作为SBR反硝化过程亚硝态氮积累过程控制参数

为避免序批式活性污泥法(SBR)工艺生物脱氮反硝化过程毒性更大的亚硝态氮(NO2--N)排入受纳水体,以缺氧/厌氧上流式厌氧污泥流化床(UASB)预处理的实际垃圾填埋场渗滤液为研究对象,考察了以氧化还原电位(ORP)作为SBR反硝化过程NO2--N积累控制参数的可行性.结果表明:对于4种不同N初始的ρ(NO3--N),NO 2--N均实现明显积累,积累速率分别为0.117、0.136、0.235、0.068/d.反应过程中,ORP曲线先后出现NO 3--N和NO 2--N拐点,表明硝态氮和亚硝态氮还原反应结束.对于有明显亚硝态氮积累的反硝化过程,仅以NO 3--N作为反硝化速率(rDN)的单值函数是不准确的,应以总氧化态氮计,如以NO 3--N作为底物,将其定义为'名义'rDN.温度分别为14.2、13.9℃低温,5种不同n(C)/n(N)条件下,亚硝态氮均积累,亚硝态氮峰值点为速率平衡点.当n(C)/n(N)低于理论值时,相对NOx--N→N2的全程反硝化碳源不充足,但相对于NO3--N→NO2--N的转化碳源充足.

大鹏澳网箱养殖区沉积物硫酸盐还原菌(SRB)及其与环境因子关系的初步研究

实验采用MPN法测定了大鹏澳网箱养殖区沉积物中硫酸盐还原菌(SRB)的含量,布设的5个站位SRB检出率达100%,SRB平面分布特征是鱼类网箱区>对照区>浮筏贝类区;垂直分布特征为1cm层>5cm层>10cm层,SRB数量是由上向下逐渐减少。探讨了SRB含量与相应沉积物样品中的硫化物含量、氧化还原电位、pH等环境因子的关系。结果表明,沉积物中SRB数量与硫化物含量呈显著性正相关(R=0.96,P<0.05),与氧化还原电位(OPR)呈极显著性负相关(R=-0.97,P<0.01),与pH之间不具有显著性关系。

Fe^(2+)和Fe^0催化双氧水氧化处理H酸结晶废母液效能的比较

采用Fenton和Fe0-类Fenton氧化反应处理含H酸结晶废母液,基于氧化还原电位(ORP)与铁离子浓度变化规律,对两种体系最佳反应条件下的处理效能进行分析.研究表明:Fenton体系在H2O2投加量为140mmol/L,n(H2O2)∶n(Fe2+)为15∶1,初始pH值为2.0时取得最佳处理效果,此时,化学需氧量(COD)降低率可达79%,总有机碳(TOC)降低率可达50%;而Fe0-类Fenton体系则在H2O2投加量为140mmol/L,Fe0投加量为0.50g/L,溶液初始pH值为1.6时取得最佳处理效果,此时,溶液COD降低率可达73%,TOC降低率可达47%.研究结果表明,以Fe2+作为催化剂处理H酸结晶废母液要比Fe0的处理效果稍好,且氧化剂H2O2的利用效率更高.

用ORP监控鲜切果蔬臭氧水消毒的实验研究

研究了用氧化还原电位(ORP)监控臭氧水对鲜切果蔬的消毒灭菌过程,通过不同ORP的臭氧水消毒实验发现,将鲜切果蔬浸入ORP超过800mV的臭氧水中超过30s可以使细菌总数下降约2个数量级。通过改变臭氧浓度和水温的方法研究了臭氧水ORP的影响因素,得出了提高臭氧气体浓度和低温制冷有利于制取高ORP臭氧水的结论。结果表明,利用ORP监测臭氧水的消毒能力是可行的。

基于DO和ORP的短程硝化SBR控制方法研究

对在污水处理过程中,短程硝化-反硝化面临着亚硝酸氧化菌(NOB)增殖导致系统运行问题,研究运行了一个短程硝化-反硝化序批式活性污泥反应器(SBR),以溶解氧(DO)含量和氧化还原电位(ORP)作为控制参数,利用控制系统调节好氧硝化和缺氧反硝化的反应时间,以实现氮的去除并抑制NOB的生长.结果表明,在实验条件下(温度29~30℃,pH为8~9,污泥停留时间14d),处理的高NH4^+-N含量(质量浓度500-750mg/L)的废水经过2个月的运行,成功地抑制了NOB的生长,并启动了短程硝化-反硝化SBR.SBR出水中NH4^+-N的质量浓度低于1mg/L,NO2^--N的积累率(NAR)维持在98%以上。

氧化沟处理城市污水的同时硝化反硝化研究

采用有效容积为330 L的氧化沟模型,以城市污水为研究对象,研究了Orbal氧化沟中的同时硝化反硝化生物脱氮现象.实验结果表明,在不投加外碳源和不设硝化液内回流的条件下,通过控制氧化沟溶解氧浓度及分布,可以实现氧化沟外沟道内的同时硝化反硝化生物脱氮,TN去除率最高可达86%.分析认为,溶解氧浓度及分布是氧化沟同时硝化反硝化的决定因素;进水COD/TN直接影响总氮去除率;氧化还原电位(ORP)可以作为同时硝化反硝化的控制因素.利用同时硝化反硝化原理实现城市污水处理厂的低能耗脱氮运行是可行的.

反渗透进水ORP异常升高原因调查与分析

某新建电厂锅炉补给水系统在调试期间出现反渗透进水氧化还原电位(ORP)异常升高的问题。经过ORP表检查和反渗透前置系统出水ORP的监测,排除了在线表计故障和活性炭超滤出水恶化的可能性;通过历史数据的调查分析发现,反渗透进水ORP异常是由Na HSO3还原剂的失效造成的。运行中应加强药品的存储管理并及时配制新鲜的还原剂溶液。

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。

ORP表在电厂应用中存在的问题及建议

以ORP表在某电厂应用为例,提出了较多电厂存在的ORP表显示值不能与还原剂的适宜加入量准确对照的问题,并分析了原因,得出是水样温度变化、溶解氧含量、ORP表电极缺乏校验维护所致。并针对找出的原因提出了相关建议,以使ORP表能充分发挥其作用。

固体高氧化还原电位消毒剂空气消毒效果评价

目的研制固体高氧化还原电位消毒剂(SORPD),评价其对医院空气消毒效果。方法采用正交设计L9(34)对多种化学成分进行配比分析,确定SORPD配制方案;参照中华人民共和国卫生部《消毒技术规范》(2002年版)测定SORPD的氧化还原电位(ORP)、有效氯含量、腐蚀性与稳定性;使用超低容量喷雾器将浓度为30 mg/L的SORPD,按照10 m L/m3剂量对医院空气进行喷雾消毒,采用琼脂平皿自然沉降法采集空气细菌样本,计数细菌数,以消毒前及消毒后不同时间段菌落数变化和细菌杀灭率评价消毒效果。结果次氯酸钙作为A剂主料,苹果酸作为B剂主料,硅酸钠,溴化钠和三聚磷酸钠作为辅料所组成的配方为SORPD最佳组合;SORPD的稳定性检测结果显示,在54℃储存14 d ORP值下降率为1.4%,25℃存放6个月时有效氯含量下降5.4%,ORP值随着稀释倍数增加缓慢下降,稀释128倍时,ORP值>800 m V;SORPD对不锈钢无腐蚀性;采用SORPD空气消毒后30 min时,门诊大厅及理疗室菌落数降到最低点[分别为(3.2±0.92)、(2.3±0.67)cfu/皿],细菌杀灭率分别为90.7%、93.5%;SORPD空气消毒后60 min时,候诊室菌落数达到最低点[(3.7±1.03)cfu/皿],细菌杀灭率为87.9%;在消毒后3 h内SORPD对室内空气细菌杀灭率均保持在较高水平(>75%)。结论固体高氧化还原电位消毒剂具有氧化还原电位高、稳定性好、腐蚀性低、空气消毒效果好等特点,便于运输与保存。

河道黑臭污染简易评价方法研究

河道黑臭主因是底泥和水体在缺氧乃至厌氧条件下,污染物转化并产生氨氮、硫化氢、挥发性有机酸等恶臭物质以及铁、锰硫化物等黑色物质。目前,河道黑臭评价主要采用多因子黑臭指数法(NH3-N、COD、DO等),但NH3-N、COD难以在现场快速测定,也无法定量表征底泥黑臭程度。本文选取能够现场快速监测的氧化还原电位ORP作为独立黑臭评价指标,分析论证了ORP与部分黑臭因子DO、S=、PH、SO=4的相关性,结果表明,ORP与p H、SO2-4、DO、S2-相关性较好,可以单独作为水体和底泥黑臭现场监测评价指标,用于入河污水、河道水体与河道底泥黑臭度的现场快速监测和定量评价。

电场条件下的硫酸盐还原效应及pH/ORP响应

针对氢气作为电子供体的硫酸盐生物还原速率缓慢的问题,采用附加直流电的方式强化。体系最佳电流强度为1.50mA,平均还原速率是微生物单独作用的1.7~2.1倍。当还原速率小于10m g/d时,氧化还原电位(ORP)值分布在0^-500mV,与硫酸盐还原效应之间的响应规律不明显。当还原速率为10~50m g/d时,ORP分布在-350^-450mV的较窄范围,表明ORP<-350mV时,ORP不再是影响还原速率的主要因素。pH为8~9.5、ORP为-350^-450mV为该研究体系硫酸盐还原的优势场。