अपशिष्ट जल उपचार में ओआरपी की परिभाषा, प्रभावकारी कारक और अनुप्रयोग

ओआरपी और विभिन्न कारकों जैसे कि ओआरपी और पीएच, ओआरपी और डीओ के बीच संबंध ओआरपी मूल्यों में परिवर्तन का कारण क्यों बनता है?ओआरपी मूल्यों में परिवर्तन और विभिन्न कारकों के बीच संबंध को समझने के लिए, हमें ओआरपी की परिभाषा से शुरू करने की जरूरत है!

1、 ओआरपी की परिभाषा ओआरपी के लिए पूर्ण अंग्रेजी नाम है, जिसका अनुवाद ऑक्सीकरण-कमी क्षमता के लिए किया जाता है।यह द्रव में संकेतक इलेक्ट्रोड और तुलना इलेक्ट्रोड के ऑक्सीकरण-कटौती क्षमता के बीच अंतर है, जो पूरे सिस्टम की ऑक्सीकरण-रिडक्शन स्थिति का एक व्यापक संकेतक प्रदान कर सकता है। यदि ओआरपी मूल्य कम है,यह दर्शाता है कि अपशिष्ट जल उपचार प्रणाली में घटाने वाले पदार्थों या कार्बनिक प्रदूषकों की मात्रा अधिक है, विघटित ऑक्सीजन की एकाग्रता कम है, और कम करने वाला वातावरण प्रमुख है। यदि ओआरपी मूल्य उच्च है, तो यह दर्शाता है कि अपशिष्ट जल में कार्बनिक प्रदूषकों की एकाग्रता कम है,विघटित ऑक्सीजन या ऑक्सीकरण करने वाले पदार्थों की एकाग्रता अधिक हैपारंपरिक ऑक्सीकरण-कम करने वाली जल उपचार तकनीक में कमियां हैं जैसे कि गलत नियंत्रण स्थितियां, रसायनों का अपव्यय,और पर्यावरण के लिए प्रतिकूलहालांकि, ओआरपी मापने के उपकरणों की सहायता से और ओआरपी विद्युत संकेतों का उपयोग पता लगाने और नियंत्रण के साधन के रूप में,ऑक्सीकरण-कम करने वाली जल उपचार प्रौद्योगिकी के सटीक नियंत्रण स्तर में काफी सुधार किया जा सकता हैइसका पता लगाने का सिद्धांत पीएच के समान है, और कई पीएच ऑनलाइन पता लगाने वाले उपकरणों में ओआरपी पता लगाने के चैनल सहित दो चैनल पता लगाने की विधि है।संक्षेप में, ओआरपी अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में स्वचालित नियंत्रण प्रौद्योगिकी और एनेरोबिक सटीक नियंत्रण के विकास के लिए एक महत्वपूर्ण दिशा है, जो ऊर्जा की बचत के लिए बहुत महत्वपूर्ण है,अस्थिर सूक्ष्मजीवों के चयापचय मार्गों को नियंत्रित करना, और उपचार की दक्षता में सुधार।

2、 अपशिष्ट जल उपचार में होने वाली अनेक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाओं और प्रत्येक रिएक्टर में ओआरपी को प्रभावित करने वाले विभिन्न कारकों के कारण,यह निर्धारित करना मुश्किल है कि कौन सा कारक ओआरपी परिवर्तनों का मुख्य कारण हैउदाहरण के लिए, सक्रिय दलदली उपचार प्रणाली में बहुत सारे कार्बनिक पदार्थ होते हैं और कार्बनिक पदार्थों की एकाग्रता में बड़े बदलाव ओआरपी में छोटे बदलाव का कारण बनते हैं।लेकिन यह निर्धारित करना मुश्किल है कि कौन सा कार्बनिक पदार्थ ओआरपी परिवर्तनों का मुख्य कारण हैइसलिए, ओआरपी परिवर्तनों के अपशिष्ट जल उपचार पर संकेतात्मक प्रभाव का अध्ययन करने से पहले, पहले इसके परिवर्तनों को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना आवश्यक है।

1जैसा कि सर्वविदित है, विघटित ऑक्सीजन (DO) पानी में विघटित ऑक्सीजन की मात्रा को संदर्भित करता है। एक एरोबिक टैंक में, आउटलेट पर DO को 2mg/l पर नियंत्रित किया जाना चाहिए, और शुद्ध ऑक्सीजन एरेशन के लिए,इसे 4mg/l पर नियंत्रित किया जाना चाहिए।एनोक्सिक डेनिट्रिफिकेशन टैंक का DO 0.5mg/l होना चाहिए। एनेरोबिक टैंकों में, आणविक ऑक्सीजन मूल रूप से मौजूद नहीं है, और नाइट्रेट नाइट्रोजन 0.2mg/l से कम है।अपशिष्ट जल उपचार में ऑक्सीडेंट के रूप मेंशुद्ध जल में, ओआरपी और डीओ लघुगणक के बीच एक रैखिक संबंध है, और डीओ की वृद्धि के साथ ओआरपी बढ़ता है।अपशिष्ट जल उपचार में पीएचएरोबिक सूक्ष्मजीवों और किण्वन एसिड उत्पादक बैक्टीरिया के विकास के लिए इष्टतम पीएच 6.5 से 8 है।5, जबकि अनायरोबिक मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया के लिए इष्टतम पीएच 6.8-7 है

2उपयुक्त पीएच मूल्य को नियंत्रित करने के लिए, यह आम तौर पर क्षारीय के साथ समायोजित करके प्राप्त किया जाता है। सूक्ष्मजीव प्रदूषकों की चयापचय गतिविधि का पीएच मूल्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।अम्ल उत्पादन के चरण के दौरानहालांकि, एसिड उत्पादक बैक्टीरिया बड़े कार्बनिक अणुओं को फैटी एसिड और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करने के लिए विघटित करते हैं, जिनका पीएच कम करने का प्रभाव होता है।प्रोटीन अपघटन के दौरान अमोनिया के उत्पादन का पीएच बढ़ाने का प्रभाव होता हैमिथेन उत्पादन के चरण के दौरान, मिथेन उत्पादक बैक्टीरिया मिथेन का उत्पादन करने के लिए एसिटिक एसिड का उपयोग कर सकते हैं, जो सिस्टम के पीएच मूल्य को बढ़ा सकता है।पीएच मूल्य ओआरपी के बढ़ने और गिरने का एक महत्वपूर्ण कारक है, और पीएच मूल्य जितना अधिक होगा, ओआरपी उतना ही कम होगा; पीएच मूल्य जितना कम होगा, ओआरपी उतना ही अधिक होगा। यह उल्लेख करने योग्य है कि यद्यपि अपशिष्ट जल में पीएच और ओआरपी के बीच एक निश्चित संबंध है,पीएच और ओआरपी के बीच संबंध सूक्ष्मजीवों की गतिविधि के प्रभाव के कारण शुद्ध पानी के समान मजबूत नहीं है, विघटित ऑक्सीजन, और ओआरपी पर अन्य कारक।

3. तापमान
तापमान अपशिष्ट जल उपचार की प्रक्रिया में एक बहुत महत्वपूर्ण संकेतक है। एरोबिक सूक्ष्मजीव 15-30 °C पर सक्रिय होते हैं,जबकि अशक्त सूक्ष्मजीवों के लिए इष्टतम तापमान लगभग 35 °C और 55 °C है.
एनेरोबिक अपशिष्ट जल उपचार की प्रक्रिया में तापमान परिवर्तनों का सूक्ष्मजीवों की संरचना और प्रसार, मीथेन उत्पादन दर पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।और कीचड़ के तलछट प्रदर्शनइसलिए, एनेरोबिक टैंक संचालन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए,अपशिष्ट जल के तापमान को सामान्य रूप से 35 °C या 55 °C पर समायोजित किया जाता है, जो कि अवायवीय टैंक में प्रवेश करने से पहले शीतलन टावरों और भाप हीटिंग के माध्यम से होता है।.
अनुसंधान अभ्यास से पता चला है कि समाधान का तापमान जितना अधिक होगा, समाधान का ओआरपी उतना ही कम होगा; तापमान का प्रभाव अपशिष्ट जल उपचार की प्रक्रिया में भी समान है।,जल उपचार प्रक्रिया में तापमान जितना अधिक होगा, ओआरपी उतना ही कम होगा, जो तापमान में वृद्धि के कारण पानी के अणुओं के समूहों में कमी से भी संबंधित है।
इसके अतिरिक्त, तापमान में परिवर्तन से अम्लता, गैस घुलनशीलता, जैविक गतिविधि और जल प्रदूषकों के बीच संतुलन में भी परिवर्तन हो सकता है, जिससे ओआरपी प्रभावित होता है।
4सूक्ष्मजीवों की संरचना
अपशिष्ट जल के जैविक उपचार प्रणालियों में एक अद्वितीय पारिस्थितिकी तंत्र मौजूद है।
दो-चरण के अशक्त जैव अभिकर्मक में, एसिड उत्पादक बैक्टीरिया और मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया के प्रभावी पृथक्करण को प्राप्त किया गया है, जिससे सिस्टम नियंत्रण और प्रबंधन में आसानी होती है।यूएएसबी में फ्लोक्लुलेंस कीचड़ का वर्चस्व, एसिड उत्पादक बैक्टीरिया और मीथेन उत्पादक बैक्टीरिया को पानी के प्रवाह की दिशा के साथ क्रमशः स्क्रीनिंग की गई।प्रमुख जीवाणु प्रजाति अम्ल पैदा करने वाले जीवाणुओं से बाहर से अंदर की ओर मीथेन पैदा करने वाले जीवाणुओं की ओर जाती है.
एनेरोबिक प्रतिक्रिया प्रणालियों में डीओ एकाग्रता और ओआरपी को बहुत कम नियंत्रित करना आवश्यक है, विशेष रूप से मीथेन उत्पादन चरण में,जहां ऑक्सीकरण-रिडक्शन क्षमता -330mV से अधिक नहीं हो सकती है.

घुलनशील ऑक्सीजन (डीओ) की उपस्थिति प्रवाह में अपरिहार्य है, लेकिन अद्वितीय पारिस्थितिकी तंत्र के तहत,एरोबिक सूक्ष्मजीवों के बीच तालमेल और सहजीवी प्रभावों के माध्यम से प्रणाली का ओआरपी जल्दी से मीथेन बैक्टीरिया के विकास के लिए उपयुक्त सीमा तक कम हो जाता हैयह घटना न केवल एनेरोबिक रिएक्टरों में, बल्कि एरेशन टैंकों में फ्लोक्लुलेंस कीचड़ में भी मौजूद है। 5.अशक्त सक्रिय दलदली में सूक्ष्मजीवों की गतिविधि को अधिकतम विशिष्ट मीथेन उत्पादन दर और अधिकतम विशिष्ट सीओडी हटाने की दर द्वारा दर्शाया जा सकता हैएरोबिक एक्टिवेटेड स्लाड की गतिविधि को अधिकतम विशिष्ट सीओडी हटाने की दर से भी व्यक्त किया जा सकता है।ऑक्सीजन की खपत और घटाने वाले पदार्थों के उत्पादन की दर जितनी तेज होगीओआरपी, जल निकायों के मैक्रोस्कोपिक रेडॉक्स गुणों को दर्शाने वाले एक व्यापक संकेतक के रूप में, विभिन्न प्रभावकारी कारकों के साथ है।उपर्युक्त मुख्य प्रभावकारी कारकों के अतिरिक्त, दबाव, कार्बनिक पदार्थ, ठोस पदार्थ और सूक्ष्मजीवों की प्रजातियों जैसे कारक भी हैं। ये कारक अलग-अलग नहीं हैं, वे एक दूसरे को प्रभावित करते हैं और बाध्य करते हैं। इसलिए,जल निकायों के रेडॉक्स गुण भी कई कारकों के संयोजन का परिणाम हैं.

3、 अपशिष्ट जल उपचार में ओआरपी का अनुप्रयोग। शुरुआती दिनों में, रेडॉक्स क्षमता का उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक अपशिष्ट जल के उपचार में किया जाता था,विशेष रूप से धातु परिशुद्धता प्रसंस्करण से उत्पन्न अपशिष्ट जल के उपचार मेंबाद में, यह धीरे-धीरे नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया था। सीवेज प्रणाली में विभिन्न वैलेंस आयन और घुलनशील ऑक्सीजन हैं, अर्थात् कई रेडॉक्स जोड़े।ओआरपी ऑनलाइन निगरानी उपकरणों के माध्यम से, अपशिष्ट जल में ऑक्सीकरण-कमी क्षमता का पता बहुत कम समय में लगाया जा सकता है, बिना प्रयोगशाला में नमूनाकरण और माप की आवश्यकता के।यह परीक्षण प्रक्रिया को बहुत कम कर सकता है और कार्य दक्षता में सुधार कर सकता हैअपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों में महत्वपूर्ण रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में कार्बन, नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे कार्बनिक प्रदूषकों का जैव अपघटन, कार्बनिक पदार्थों का हाइड्रोलिसिस और अम्लीकरण शामिल हैं।नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन प्रतिक्रियाएं, जीवों द्वारा एनेरोबिक फास्फोरस रिलीज़, एरोबिक फास्फोरस अप्ट-अप आदि।
1सूक्ष्मजीवों द्वारा आवश्यक ऑक्सीकरण-कमी क्षमता अपशिष्ट जल उपचार के विभिन्न चरणों में भिन्न होती है। आम तौर पर एरोबिक सूक्ष्मजीव +100mV से ऊपर बढ़ सकते हैं,जिसमें इष्टतम रेंज +300 से +400mV है< 100mV से अधिक और < 100mV से कम एरोबिक श्वसन में शामिल होते हैं; अनिवार्य एनेरोबिक बैक्टीरिया के लिए आवश्यकता -200 से -250 mV है,अनिवार्य रूप से अनायरोबिक मेथनोजेन के साथ -300 से -400 mV की आवश्यकता होती है, और इष्टतम सीमा -330 mV है। एरोबिक सक्रिय कीचड़ प्रक्रिया प्रणाली में सामान्य redox वातावरण +200 और +600 mV के बीच है।सीवेज के जैव रासायनिक उपचार में सामान्य प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त ओआरपी मूल्य सीमा निम्नलिखित तालिका में दी गई है:
2एरोबिक बायोलॉजिकल ट्रीटमेंट, एनोक्सिक बायोलॉजिकल ट्रीटमेंट और एनाएरोबिक बायोलॉजिकल ट्रीटमेंट में नियंत्रण रणनीति के रूप में अपशिष्ट जल के ओआरपी की निगरानी और प्रबंधन करके,प्रबंधन कर्मियों को कृत्रिम रूप से जैविक प्रतिक्रियाओं की घटना को नियंत्रित कर सकते हैंप्रक्रिया संचालन की पर्यावरणीय स्थितियों को बदलकर, जैसे कि वायुकरण दर में वृद्धि, घुल ऑक्सीजन सांद्रता में वृद्धि, और ऑक्सीकरण पदार्थों को जोड़कर,ऑक्सीकरण-कम करने की क्षमता बढ़ाने के लिए उपाय किए जा सकते हैं, वायुकरण दर को कम करें, घुल ऑक्सीजन सांद्रता को कम करें, और ऑक्सीकरण-कम क्षमता को कम करने के लिए कार्बन स्रोतों और घटाने वाले पदार्थों को जोड़ें,इस प्रकार प्रतिक्रिया की प्रगति को बढ़ावा देने या रोकनेइसलिए, प्रबंधक बेहतर उपचार परिणाम प्राप्त करने के लिए एरोबिक जैविक उपचार, एनेरोबिक जैविक उपचार और एनेरोबिक जैविक उपचार में नियंत्रण पैरामीटर के रूप में ओआरपी का उपयोग कर सकते हैं।

एरोबिक जैविक उपचार:
ओआरपी में सीओडी हटाने और नाइट्रिफिकेशन के साथ अच्छा संबंध है। ओआरपी के माध्यम से एरोबिक एरेशन दर को नियंत्रित करके अपर्याप्त या अत्यधिक एरेशन समय से बचा जा सकता है,उपचारित अपशिष्ट जल की गुणवत्ता सुनिश्चित करनाअशक्त जैविक उपचार: अशक्त जैविक उपचार के दौरान विघटन की स्थिति में ओआरपी और नाइट्रोजन सांद्रता के बीच एक निश्चित संबंध है।जिसका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए एक मापदंड के रूप में किया जा सकता है कि क्या डिनिट्रीफिकेशन प्रक्रिया समाप्त हो गई हैप्रासंगिक अभ्यास से पता चला है कि जब समय के संबंध में ओआरपी का व्युत्पन्न -5 से कम होता है, तो प्रतिक्रिया अधिक गहन होती है।अपशिष्ट में नाइट्रेट नाइट्रोजन होता है, जो विभिन्न विषाक्त और हानिकारक पदार्थों, जैसे हाइड्रोजन सल्फाइड के उत्पादन को रोक सकता है।जब घटाने वाले पदार्थों का उत्पादन किया जाता है, ओआरपी मूल्य घट जाएगा; इसके विपरीत, जैसे-जैसे घटाने वाले पदार्थ घटते हैं, ओआरपी मूल्य बढ़ेगा और एक निश्चित अवधि में स्थिर हो जाएगा।ओआरपी और सीओडी और बीओडी के जैव अपघटन के बीच अच्छा संबंध हैअपशिष्ट जल उपचार संयंत्रों में एरोबिक जैविक उपचार के लिए, साथ ही ओआरपी और नाइट्रिफिकेशन प्रतिक्रियाओं के लिए।ओआरपी और नाइट्रेट नाइट्रोजन की एकाग्रता के बीच एक निश्चित संबंध है, जिसका उपयोग यह निर्धारित करने के लिए एक मापदंड के रूप में किया जा सकता है कि क्या denitrification प्रक्रिया समाप्त हो गई है। 3.फॉस्फोरस हटाने की प्रक्रिया की उपचार दक्षता को नियंत्रित करने और जैविक फॉस्फोरस हटाने के लिए फॉस्फोरस हटाने की दक्षता में सुधार करने में दो कदम शामिल हैं: सबसे पहले, अनायरोबिक वातावरण में, फास्फोरस की रिहाई का चरण किया जाता है। किण्वन बैक्टीरिया -100 से -225 एमवी के ओआरपी परिस्थितियों में फैटी एसिड का उत्पादन करते हैं,जो पॉलीफॉस्फेट जमा करने वाले बैक्टीरिया द्वारा अवशोषित होते हैं और पानी में छोड़ दिए जाते हैंदूसरा, एरोबिक टैंक में, फॉस्फोरस जमा करने वाले बैक्टीरिया ऊपरी चरण में अवशोषित फैटी एसिड को नष्ट करना शुरू करते हैं और ऊर्जा प्राप्त करने के लिए उन्हें एटीपी से एडीपी में परिवर्तित करते हैं।इस ऊर्जा के भंडारण के लिए पानी से अतिरिक्त फास्फोरस को अवशोषित करना आवश्यक है, और बायोलॉजिकल फॉस्फोरस रिमूवल स्टोरेज के लिए एरोबिक टैंक में फॉस्फोरस एडसॉर्प्शन की प्रतिक्रिया के लिए +25 से +250mV के ORP की आवश्यकता होती है।कर्मचारी फॉस्फोरस हटाने प्रक्रिया अनुभाग की उपचार दक्षता को नियंत्रित कर सकते हैं और ओआरपी के माध्यम से फॉस्फोरस हटाने के प्रभाव में सुधार कर सकते हैंजब कर्मचारी नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया के दौरान डिनिट्रीफिकेशन या नाइट्राइट जमा नहीं करना चाहते हैं, तो ओआरपी मूल्य को + 50mV से अधिक बनाए रखा जाना चाहिए। इसी तरह,प्रबंधन कर्मियों को सल्फाइड के गठन और प्रतिक्रिया को रोकने के लिए सीवर प्रणाली में -50mV से अधिक ORP मूल्य बनाए रखना चाहिएसीवरेज सिस्टम में गंधों (एच2एस) के निर्माण को रोकने के लिए।
4ऊर्जा की बचत और खपत को कम करने के लिए प्रक्रिया के वायुकरण समय और तीव्रता को समायोजित करने के अलावा,श्रमिकों को भी ओआरपी और पानी में घुल ऑक्सीजन के बीच महत्वपूर्ण सहसंबंध का उपयोग कर सकते हैं ओआरपी के माध्यम से प्रक्रिया के वायुकरण समय और तीव्रता को समायोजित करने के लिएसंक्षेप में, ओआरपी में सरल पता लगाने के तरीके, कम उपकरण की कीमतें,उच्च माप सटीकता, और वास्तविक समय में पता लगाने के डेटा का प्रदर्शन।कर्मचारी वास्तविक समय में प्रतिक्रिया के आधार पर सीवेज शुद्धिकरण प्रतिक्रिया प्रक्रिया और जल प्रदूषण स्थिति की जानकारी को जल्दी से समझ सकते हैंइस प्रकार अपशिष्ट जल उपचार प्रक्रिया के परिष्कृत प्रबंधन और जल पर्यावरण की गुणवत्ता के कुशल प्रबंधन को प्राप्त किया जा सकता है।अपशिष्ट जल उपचार में अनेक ऑक्सीजन-निकास प्रतिक्रियाएं होती हैं।, और प्रत्येक रिएक्टर में ओआरपी को प्रभावित करने वाले कारक भी अलग-अलग होते हैं। इसलिए, सीवेज उपचार में, कर्मचारियों को भंग ऑक्सीजन, पीएच, तापमान,सीवेज प्लांट की वास्तविक स्थिति के आधार पर पानी में लवणता और ओआरपी, और विभिन्न जल निकायों के लिए उपयुक्त ओआरपी नियंत्रण मापदंडों को स्थापित करें।