پتانسیل اکسیداسیون کاهش  (ORP)

پتانسیل اکسیداسیون کاهش (ORP) یا ردوکس اندازه گیری است که نشان می دهد یک مایع چقدر اکسید کننده یا احیا کننده است.

به عنوان مثال، آب ممکن است نسبتاً اکسید کننده (مانند آب هوادهی)، شدیداً اکسید کننده (مانند آب کلردار یا محلول پراکسید هیدروژن) یا کاهش دهنده (مانند محیطی که میکروب های بی هوازی در آن فعال هستند) باشد.

به طور خلاصه، ORP معیاری برای تمیزی آب و توانایی آن در تجزیه آلاینده ها است.

این اندازه گیری کاربردهای مختلفی دارد، مانند بررسی بهداشت سالمآب آشامیدنی یا نظارت بر مایعات برای مناسب بودن فرآیندهای میکروبی بی هوازی.

پتانسیل اکسیداسیون  و احیا  (ORP) چیست؟

پتانسیل اکسیداسیون و احیا  ORP عبارتست از میزان واکنش‌های اکسیداسیون یا احیا که در یک محیط مایع صورت می‌گیرد.

سنجش پتانسیل اکسیداسیون و احیا یک روش سریع و ساده می‌باشد. پتانسیل اکسیداسیون- احیا (ORP) یک سیستم، به صورت Eh نوشته می‌شود.

یک ماده اکسید شده Eh مثبت و یک ماده احیا شده Eh منفی دارد.

میکرو ارگانیسم‌‌های مختلف نسبت به پتانسیل اکسیداسیون و احیا محیط‌های کشت مختلف حساسیت‌های متفاوتی دارند.

این فاکتور به صورت توانایی یک ماده در کسب و یا از دست دادن الکترون تعریف می‌شود.

به طور کلی وقتی یک عنصر یا ترکیبات شیمیایی الکترون از دست می‌دهد، اصطلاحاً گفته می‌شود که اکسید شده و بر عکس عنصر یا ترکیباتی که الکترون دریافت کنند، احیا می‌شوند.

بنابراین ماده‌ای که به آسانی الکترون از دست می دهد، یک احیا کننده خوب محسوب شده و ماده‌ای که به راحتی الکترون می‌گیرد، یک اکسیدکننده خوب خوانده می‌شود.

زمانی که الکترون از یک جسم به جسم دیگر منتقل می‌شود، بین آن دو ماده اختلاف پتانسیل ایجاد می‌شود که مقدار آن بر حسب میلی ‌ولت (mV) قابل اندازه‌گیری است.

به طور کلی هر چه ترکیبات شیمیایی بیشتر اکسید شوند به همان نسبت پتانسیل الکتریکی بالاتری خواهد داشت و بر عکس احیا شدن یک ماده سبب می‌گردد که پتانسیل الکتریکی آن به همان نسبت کاهش یابد.

ایجاد پتانسیل‌های مثبت و منفی در مواد غذایی نتیجه وجود ترکیبات شیمیایی خاص در آن فرآورده‌ها است.

چرا اندازه گیری ORP برای آب مهم است؟

آزمایش ORP آب  نشان می دهد که چگونه آب بر اساس خواص اکسیداسیون و کاهش  مورد ضدعفونی یا آلودگی قرار می گیرد.

آب به منظور ایمن بودن برای مصرف مختلف ، بازیافت یا تماس با پوست، آب با یک عامل ضدعفونی کننده تصفیه می شود.

با پایش منظم سطوح ORP، می توان اثربخشی یک عامل ضدعفونی کننده را کنترل کرد و برنامهتصفیه آب خود را بر اساس آن تنظیم کرد.

کلمه "اکسید کردن" از کجاست؟

گاز اکسیژن در پذیرش الکترون از اتم های دیگر بسیار خوب است و این در واقع رایج ترین نوع فرآیند اکسیداسیون است که در محیط رخ می دهد.

از این رو، همچنین ممکن است فرض کنیم که محیطی که حاوی گاز اکسیژن است، یک محیط اکسید کننده است. در چنین محیطی آهن به زنگ زدگی تبدیل می شود و تنفس هوازیممکن است رخ دهد.

همچنین می توان حدس زد که یک محیط کاهنده محیطی بدون گاز اکسیژن است.

چنین محیطی اغلب شامل گازهای محلول است که محصولات فعالیت بی هوازی هستند، مانند متان، سولفید هیدروژن و هیدروژن.

مواد شیمیایی که الکترون های سایر ترکیبات را می پذیرند، عوامل اکسیدی و موادی که الکترون از خود جدا می کنند عوامل کاهنده می نامیم.

درجه ای که یک سیال در حال اکسید  یا کاهش به حضور و قدرت عوامل اکسیدی و کاهشی مختلف بستگی دارد.

ORP

ORP همچنین می تواند نشان دهنده در دسترس بودن الکترون ها در نظر گرفته شود.

از آنجایی که عوامل کاهنده، الکترون ها را رها می کنند، محیط کاهنده محیطی است که الکترون ها نسبتاً در دسترس هستند. در مقابل، محیط اکسید کننده محیطی است که الکترون ها نسبتاً در دسترس نیستند.

ORP به عنوان یک پتانسیل الکتریکی (ولتاژ) بیان می شود.

رایج ترین واحد برای بیان ORP میلی ولت (mV) است و اکثر مترها می توانند مقادیری از -1000 mV تا +1000 mV را بخوانند. هر چه مقدار منفی یا مثبت شدیدتر باشد، سیال کاهش یا اکسیداسیون بیشتری دارد.

سطوح مختلفORPدرفرآیندهای مختلف

کاربردهای متداولORPمترها

دلایل زیادی وجود دارد که چرا کسی علاقه مند به دانستن ORP یک ماده است.

شاید رایج ترین کاربرد، آزمایش کیفیت آب استخرهای شنای کلردار باشد.

از آنجا که ORP یک ماده، تحت تأثیر همه عوامل موجود در آن ماده قرار می گیرد، اندازه گیری ORP نسبت به خواندنpH  که به تنهایی فقط اسیدها (یون های هیدروژن) و بازها (یون های هیدروکسید) را تشخیص می دهد.

استخرهای بزرگتر اغلب دارای حسگرهای ORP درون خطی هستند.

در حالی که استخرهای حیاط خلوت که فاقد مانیتور داخلی هستند ممکن است نیاز به آزمایش با مانیتور ORP قابل حمل داشته باشند.

هنگامی که کلر را به یک استخر اضافه می کنید

هنگامی که کلر را به یک استخر اضافه می کنید، کلر الکترون اضافی خود را برای خنثی کردن یا اکسید کردن باکتری های بالقوه مضر از دست می دهد.

الکترون های فعال کلر سطح ORP آب را افزایش می دهند و در نتیجه آلاینده ها را خنثی می کنند.

برای استخرها و اسپاهای کلردار، یک قرائت ORP ایمن معمولاً بین 650 میلی ولت (mV) و 750 میلی ولت (mV) است.

با گذشت زمان و شکسته شدن کلر و از دست دادن پتانسیل اکسیداسیون خود، قرائت کلی ORP برای آب به تدریج کاهش می یابد.

اگرچه سطوح ORP معمولاً با نسبت ضد عفونی کننده در آب مرتبط است، ORP سطوح ضدعفونی کننده را اندازه گیری نمی کند.

بلکه، خواص خالص اکسیداسیون و کاهش همه عوامل موجود را اندازه گیری می کند.

علاوه بر استفاده برای نظارت بر کیفیت آب در استخرهای کلردار،  ORP متر ها به طور گسترده در صنایع فرآوری مواد غذایی و تصفیه آب استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که آب عاری از آلاینده ها و برای مصرف ایمن  است.

آب بسته بندی یا آب لوله کشی بدون آلاینده دارای مقدار ORP مثبت خواهد بود.

جهت سفارش پتانسیل اکسیداسیون کاهش (ORP) از صفحه فروشگاه بازدید کنید.

تصفیه هوازی فاضلاب

سیستم‌های تصفیه هوازی فاضلاب که معمولاً به عنوان یک روش تصفیه ثانویه فاضلاب پس از ته‌نشینی یا فیلتر کردن آلاینده‌های بزرگ‌تر اولیه استفاده می‌شود.

می‌تواند فناوری‌های کارآمد و اقتصادی برای تجزیه و حذف آلاینده‌های آلی از زباله‌های به شدت آلی  از جمله صنایع غذایی و آشامیدنی، صنایع شیمیایی، نفت و گاز و صنایع شهری باشند.

سیستم های بی هوازی و هوازی دو نوع اصلی تصفیه بیولوژیکی فاضلاب هستند.

اما این مقاله به این موضوع می پردازد که سیستم های تصفیه فاضلاب هوازی چیست و چگونه کار می کنند.

تصفیه هوازی فاضلاب چیست؟

سیستم‌های تصفیه فاضلاب هوازی از باکتری‌های تغذیه‌کننده اکسیژن، تک یاخته‌ها و سایر میکروب‌های برای تمیز کردن آب استفاده می‌کنند.

این سیستم ها فرآیند طبیعی تجزیه میکروبی را برای تجزیه آلاینده های فاضلاب صنعتی بهینه می کنند.

تصفیه هوازی

آلاینده‌های آلی که این میکروارگانیسم‌ها تجزیه می‌کنند اغلب بر اساس نیاز بیولوژیکی اکسیژن یا BOD اندازه‌گیری می‌شوند.

مقدار اکسیژن محلول مورد نیاز موجودات هوازی برای تجزیه مواد آلی به مولکول‌های کوچک‌تر اشاره دارد. سطوح بالای BOD نشان‌دهنده غلظت بالای مواد زیست تخریب‌پذیر موجود در فاضلاب است.

می‌تواند ناشی از ورود آلاینده‌هایی مانند تخلیه‌های صنعتی، زباله‌های مدفوع خانگی یا رواناب کود باشد.

در این روش میکروارگانیسم ها عامل اصلی واکنش های تجزیه مواد آلی و کاهش آلودگی هستند.

این عمل نیاز به اکسیژن دارد که باید به طور مداوم به محیط (فاضلاب) وارد شود.

هدف اصلی در تصفیه بیولوژیکی کاهش اکسیژن مورد نیاز (BOD) است و مقدار اکسیژن مورد نیاز در تصفیه بیولوژیکی هوازی بستگی به کاهش مقدار BOD موردنظردرتصفیه خانه دارد.

سیستم های تصفیه بیولوژیکی هوازی شامل هوادهی و تولید لجن فعال، صافی های بیولوژیکی، استخرهای اکسیداسیون و سیستم های چرخان می باشد.

سیستم های تصفیه فاضلاب هوازی چگونه کار می کنند؟

از آنجایی که این موجودات به اکسیژن نیاز دارند، سیستم‌های هوازی به وسیله‌ای برای تامین اکسیژن زیست‌توده با افزودن حوضچه‌های تصفیه فاضلاب نیاز دارند.

وارد کردن اکسیژن به زیست توده بسته به ترکیب شیمیایی فاضلاب در رابطه با نیازهای پساب، یک سیستم تصفیه بیولوژیکی فاضلاب از چندین فرآیند مختلف و انواع متعددی از میکروارگانیسم ها تشکیل شده باشد.

همچنین به روش های عملیاتی خاصی نیاز دارند که بسته به محیط مورد نیاز برای بهینه نگه داشتن نرخ رشد زیست توده برای جمعیت های میکروبی خاص متفاوت است.

اغلب لازم است هوادهی را کنترل و تنظیم کنید تا سطح اکسیژن محلول ثابتی حفظ شود تا باکتری‌های سیستم با سرعت مناسب برای برآوردن نیازهای تخلیه تکثیر شوند.

علاوه بر اکسیژن محلول، سیستم های بیولوژیکی نیاز به تعادل جریان ، PH، دما و مواد مغذی دارند.

در زیر نمونه‌هایی از انواع متداول سیستم‌های تصفیه فاضلاب بیولوژیکی هوازی، از جمله شرح مختصری از نحوه عملکرد آنها در یک رژیم تصفیه فاضلاب صنعتی آورده شده است.

لجن فعال

فرآیندهای لجن فعال که به طور گسترده در کاربردهای شهری مورد استفاده قرار می گیرد، زمانی رخ می دهد که فاضلاب از فاز تصفیه اولیه وارد مخزن هوادهی می شود.

پس از هوادهی در حضور میکروارگانیسم‌های هوازی معلق مواد آلی شکسته شده و مصرف می‌شوند.

جامدات بیولوژیکی تشکیل می‌دهند که به توده‌های بزرگتر یا لخته‌ها لخته می‌شوند.

لخته های معلق وارد مخزن ته نشین شده و با ته نشینی از فاضلاب خارج می شوند.

سیستم‌های تصفیه لجن فعال معمولاً نیاز به فضای بیشتری دارند و مقادیر زیادی لجن را با هزینه‌های دفع مرتبط تولید می‌کنند.

اما هزینه‌های سرمایه و نگهداری در مقایسه با گزینه‌های دیگر نسبتاً پایین است.

لجن فعال در صورت مواد مغذی و اکسیژن کافی به علت رشد و تکثیر انواع مختلف میکروارگانیسم ها به وجود می آید.

اساس این روش تماس میکروارگانیسم های معلق با مواد زائد و استفاده مجدد از میکروارگانیسم ها می باشد. نظربه اینکه  میکروارگانیسم ها اکسیژن محلول را به سرعت مصرف می کنند.

بایستی همواره اکسیژن کافی تامین شود به عبارت دیگر باید مخلوط فاضلاب و لجن همواره هوادهی گردد.

اجزای اصلی سیسنم لجن فعال عبارتند از:

هوای دمیده شده در تانک هوادهی دو کار انجام می دهد:

- تامین اکسیژن کافی برای میکروارگانیسم ها

- هم زدن و مخلوط کردن پساب با لجن فعال و ایجاد سطح تماس بیشتر

در این قسمت توده میکروبی به نام لجن فعال با فاضلاب ورودی مخلوط می شود و مایع مخلوط را به وجود می آورد.

به طور مکانیکی با کمپرسور هوادهی می شود تا میکروارگانیسم ها، مشکلی از نظر تامین اکسیژن نداشته باشند.

بیوراکتورهای بستر ثابت یا FBBRS

این سیستم‌ها از مخازن چند محفظه‌ای تشکیل شده‌اند که در آن‌ها محفظه‌ها با سرامیک متخلخل، فوم متخلخل ویا پلاستیک بسته‌بندی می‌شوند.

سپس فاضلاب از بستر بی حرکت بستر عبور می کند.

این بستر طوری طراحی شده است که سطح به اندازه کافی بالا داشته باشد تا تشکیل بیوفیلم قوی با طول عمر جامدات طولانی را تشویق کند.

منجر به تشکیل لجن کم و کمترین هزینه دفع لجن می شود.

بیوراکتورهای بستر متحرک یا MBBR

MBBR ها معمولاً از مخازن هوادهی پر شده با حامل های بیوفیلم پلی اتیلن متحرک کوچک تشکیل شده اند.

امروزه حامل‌های بیوفیلم پلاستیکی از فروشنده‌های زیادی در اندازه‌ها و شکل‌های مختلف تولید می‌شوند. معمولاً استوانه‌ها یا مکعب‌هایی با قطر نیم تا یک اینچ هستند و به گونه‌ای طراحی می‌شوند که با بیوفیلم بی‌حرکت خود در سراسر بیورآکتور با هوادهی یا اختلاط مکانیکی معلق شوند.

به دلیل وجود حامل‌های بیوفیلم متحرک معلق، MBBR‌ها اجازه می‌دهند پساب‌های با BOD بالا در یک منطقه کوچک‌تر و بدون انسداد تصفیه شوند.

MBBR ها معمولا توسط یک زلال کننده ثانویه دنبال می شوند، اما هیچ لجنی به فرآیند بازیافت نمی شود.

لجن اضافی ته نشین و دوغابی که توسط کامیون خلاء خارج می شود.

بیوراکتورهای غشایی یا MBRs

MBR ها فن آوری های پیشرفته تصفیه بیولوژیکی فاضلاب هستند که لجن فعال رشد معلق معمولی را با فیلتراسیون غشایی، به جای ته نشینی، ترکیب می کنند.

MBRها با جامدات معلق و مخلوط بسیار بالاتر (MLSS) و زمان ماندن جامدات طولانی‌تر (SRTs) عمل می‌کنند.

در مقایسه با لجن فعال معمولی، ردپای بسیار کوچک‌تری با پساب با کیفیت بسیار بالاتر تولید می‌کنند.

MBR ها در درجه اول BOD و کل جامدات معلق (TSS) را هدف قرار می دهند.

اما یک MBR معمولی ممکن است شامل مخازن تصفیه هوازی سیستم هوادهی، میکسرها، مخزن غشایی، سیستم تمیز در محل و غشای الترافیلتراسیون فیبر توخالی یا ورق تخت.

در نتیجه MBR ها سیستمی با قابلیت  تصفیه بالا، سرمایه بالا و هزینه های نگهداری بالا شناخته می شوند.

جهت سفارش محصول باما تماس بگیرید.

تماس باما