जो मित्र जल उपचार या जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में काम करते हैं, जब ओआरपी (ऑक्सीकरण-कमी क्षमता) की बात आती है, तो वे अभिभूत महसूस कर सकते हैं - यह चीज़ अदृश्य और अमूर्त है, जिसमें मूल्य आगे और पीछे उछल रहे हैं। कभी-कभी, भले ही संकेतक सही प्रतीत होते हों, जब ओआरपी ध्वस्त हो जाती है, तो पूरे सिस्टम में समस्याएँ आ जाती हैं। वास्तव में, ओआरपी को "रहस्यवाद" मानने की कोई आवश्यकता नहीं है। इसका सार जैव रासायनिक प्रणाली में "रेडॉक्स पर्यावरण" का "थर्मामीटर" है। ओआरपी को नियंत्रित करने का अर्थ सूक्ष्मजीवों के लिए आरामदायक "रहने की स्थिति" बनाना और उन्हें अच्छी तरह से काम करने देना है। आज, आइए ओआरपी को नियंत्रित करने के तरीके के बारे में सरल भाषा में बात करें, "इसे नियंत्रित क्यों करें" से लेकर "इसे विशेष रूप से कैसे संचालित करें"। आइये चरण दर चरण समझाते हैं।
सबसे पहले, हमें यह समझने की आवश्यकता है: वास्तव में ओआरपी क्या है? हमें तकनीकी शब्दों "इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण संभावित ऊर्जा" को याद रखने की आवश्यकता नहीं है। सीधे शब्दों में कहें तो, एक उच्च ओआरपी मान इंगित करता है कि सिस्टम में "अधिक ऑक्सीडेंट" हैं और पर्यावरण "ऑक्सीकरण" के प्रति पक्षपाती है; कम मूल्य का अर्थ है "अधिक कम करने वाले एजेंट" और एक ऐसा वातावरण जो "कम करने वाला" होता है। और जैव रासायनिक प्रणाली में सूक्ष्मजीव "पर्यावरण चुनने के स्वामी" हैं - एरोबिक बैक्टीरिया ऐसे वातावरण पसंद करते हैं जो ऑक्सीकरण के प्रति पक्षपाती होते हैं (ओआरपी आम तौर पर दसियों से सैकड़ों एमवी तक सकारात्मक होता है), एनारोबिक बैक्टीरिया को मजबूत कम करने वाले वातावरण में काम करना पड़ता है (ओआरपी आमतौर पर सैकड़ों एमवी तक नकारात्मक होता है), और यहां तक कि वैकल्पिक बैक्टीरिया को पर्यावरण में ऑक्सीजन, कार्बन, नाइट्रोजन और अन्य चीजों में परिवर्तन के अनुसार अपने "कार्य मोड" को समायोजित करना पड़ता है। इसलिए ओआरपी एक वैकल्पिक संकेतक नहीं है, यह हमारे लिए यह निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेत है कि सूक्ष्मजीव आरामदायक जीवन जी रहे हैं या नहीं, और वे काम कर रहे हैं या नहीं। उदाहरण के लिए, यदि एरोबिक टैंक में ओआरपी अचानक गिर जाता है, तो यह संभवतः अपर्याप्त वातायन के कारण होता है, जिससे एरोबिक बैक्टीरिया "ऑक्सीजन की कमी के कारण दम तोड़ देते हैं"; जब अवायवीय टैंक का ओआरपी सकारात्मक मूल्य पर पहुंच जाता है, तो यह खत्म हो जाता है। ऑक्सीजन का रिसाव होता है, और अवायवीय बैक्टीरिया सीधे "हमला" करते हैं, और मीथेन का उत्पादन बंद हो जाता है।
ओआरपी को नियंत्रित करने का मूल तर्क क्या है? बस एक बात: "आवश्यकतानुसार समायोजित करें" - पहले स्पष्ट करें कि आपके जैव रासायनिक तंत्र को क्या करना चाहिए (क्या यह सीओडी को कम करना है? या क्या यह डिनाइट्रीकरण और फास्फोरस को हटाना है? या बायोगैस का उत्पादन करना है? ) फिर निर्धारित करें कि "काम पर हावी होने" के लिए किस सूक्ष्मजीव की आवश्यकता है, और अंत में सूक्ष्मजीव की जरूरतों के आधार पर ओआरपी को संबंधित सीमा में स्थिर करें। यह 'जितना अधिक मूल्य, उतना बेहतर', न ही 'मूल्य जितना कम, उतना बेहतर' कहने के बारे में नहीं है। उदाहरण के लिए, डिनाइट्रीकरण के दौरान, एरोबिक बैक्टीरिया को नाइट्रिफिकेशन (अमोनिया नाइट्रोजन से नाइट्रेट नाइट्रोजन) की आवश्यकता होती है, और ओआरपी को +200~+400mV पर नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है; पानी में जमा हो जाओ, इसलिए पहला कदम "लक्ष्य सीमा" को स्पष्ट करना है, जो कि "नेविगेटर" है जो ओआरपी को नियंत्रित करता है, इसके बिना, बाद के ऑपरेशन सिर्फ बेवकूफी होंगे।
अगला सबसे व्यावहारिक है: ओआरपी को विशेष रूप से कैसे समायोजित करें? आइए अलग-अलग परिदृश्यों के बारे में बात करें, आखिरकार, एरोबिक, एनारोबिक और एनारोबिक सिस्टम का गेमप्ले अलग है। आइए इसे एक-एक करके लें।
सबसे पहले, आइए एरोबिक प्रणालियों के बारे में बात करें, जैसे एरोबिक टैंक और जैविक वातित फिल्टर। कोर "ऑक्सीजन नियंत्रण" है क्योंकि ऑक्सीजन यहां मुख्य ऑक्सीडेंट है, और ओआरपी और घुलित ऑक्सीजन (डीओ) लगभग "एक साथ बंधे हुए" हैं। कई मित्र गलती करते हैं: वे सोचते हैं कि वातन जितना बड़ा होगा, घुलित ऑक्सीजन (डीओ) उतना ही अधिक होगा, और ओआरपी उतना ही अधिक स्थिर होगा - वास्तव में, यदि डीओ बहुत अधिक है, तो ओआरपी बहुत ऊपर चढ़ जाएगा, जो न केवल बिजली बर्बाद करता है बल्कि कुछ एरोबिक बैक्टीरिया को भी रोक सकता है (जैसे कि वे जो कार्बनिक पदार्थों को विघटित करना मुश्किल बनाते हैं); यदि डीओ बहुत कम है, तो ओआरपी फिर से नीचे गिर जाएगी, एरोबिक बैक्टीरिया सांस नहीं ले पाएंगे, सीओडी कम नहीं हो पाएगा और अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्रिफाइड नहीं किया जा सकेगा। हमें इसे कैसे समायोजित करना चाहिए?
सबसे पहले, हमें डीओ और ओआरपी के बीच संबंधों पर बारीकी से नजर रखने की जरूरत है। हर सिस्टम की स्थिति अलग-अलग होती है. उदाहरण के लिए, कुछ एरोबिक टैंकों में, जब DO 2-3mg/L के बीच होता है, तो ORP +250~+300mV पर स्थिर हो जाता है। तो आइए इस सीमा के भीतर डीओ को नियंत्रित करें, और ओआरपी स्वाभाविक रूप से स्थिर हो जाएगा। डीओ को कैसे नियंत्रित करें? सबसे सीधा तरीका वातन वाल्व के उद्घाटन या वातन पंखे की आवृत्ति को समायोजित करना है - अब कई जल संयंत्र "डीओ-ओआरपी लिंकेज नियंत्रण" का उपयोग करते हैं, उदाहरण के लिए, ओआरपी लक्ष्य को +300mV पर सेट करना। जब ORP 280mV से नीचे होता है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से वातन चालू कर देता है; यदि यह 320mV से अधिक है, तो वातन कम करें, लोगों की निगरानी और समायोजन की कोई आवश्यकता नहीं है, यह सुविधाजनक और सटीक है।
इसके अलावा, एरोबिक प्रणाली में कार्बन नाइट्रोजन अनुपात भी ओआरपी को प्रभावित कर सकता है। उदाहरण के लिए, यदि आने वाले पानी का सीओडी अचानक बढ़ जाता है और सूक्ष्मजीव "अधिक खाते हैं", तो ऑक्सीजन की खपत बढ़ जाएगी। इस समय, भले ही वातन सक्रिय न हो, फिर भी डीओ कम हो जाएगा और ओआरपी भी कम हो जाएगा। इस स्थिति में, केवल वातन को समायोजित करने पर निर्भर रहना ही पर्याप्त नहीं है, बल्कि अंतर्वाह भार को भी देखना पर्याप्त नहीं है। यदि सीओडी उच्च बना रहता है, तो प्रवाह को समायोजित करना आवश्यक हो सकता है (जैसे कि रिफ्लक्स के साथ उपचारित पानी के एक हिस्से को पतला करना), या कुछ पोषक तत्वों को पूरक करना (जैसे कि नाइट्रोजन और फास्फोरस पर्याप्त नहीं होने पर यूरिया या पोटेशियम डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट जोड़ना), ताकि सूक्ष्मजीव "समान रूप से खा सकें" और ऑक्सीजन की खपत स्थिर हो, और ओआरपी में उतार-चढ़ाव न हो।
यूएएसबी और आईसी रिएक्टरों जैसे अवायवीय प्रणालियों की बात करें तो लक्ष्य ओआरपी को -200~-400mV (मीथेन उत्पादन चरण) पर स्थिर करना है। यहां कुंजी "ऑक्सीजन को रोकना" और "कार्बन स्रोतों को नियंत्रित करना" है, क्योंकि अवायवीय प्रणालियां सभी "ऑक्सीजन संवेदनशील" हैं। थोड़ी सी ऑक्सीजन प्रवेश करती है, और ओआरपी आसमान छू जाएगी, सीधे सूक्ष्मजीवों को "जहर" देगी।
सबसे पहले, "सीलिंग" का अच्छा काम करना आवश्यक है, जो नींव की नींव है। कई दोस्तों के एनारोबिक टैंकों में अस्थिर ओआरपी है, और जांच के बाद पता चला कि इनलेट पाइप में हवा का रिसाव हो रहा है या रिएक्टर की शीर्ष कवर प्लेट कसकर बंद नहीं है, जिससे हवा टैंक में रिस रही है। इसलिए, प्रत्येक रखरखाव के बाद, सीलिंग की स्थिति की जांच करना आवश्यक है, और हवा को सीवेज के साथ प्रवेश करने से रोकने के लिए इनलेट पाइप में "पानी की सील" जोड़ना सबसे अच्छा है। इसके अलावा, यदि एनारोबिक प्रणालियों में रिफ्लक्स पंप और आंदोलनकारी जैसे उपकरणों को वायु शीतलन की आवश्यकता होती है, तो सावधान रहना महत्वपूर्ण है कि हवा को पानी में रिसाव न होने दें, अन्यथा यह वास्तव में 'चींटियों के घोंसलों द्वारा नष्ट किए गए हजारों मील के तटबंध' जैसा होगा।
फिर कार्बन स्रोत और पीएच का नियंत्रण होता है। जब अवायवीय सूक्ष्मजीव कार्बनिक पदार्थों का क्षरण करते हैं, तो वे मीथेन और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं, जो कम करने वाले एजेंट हैं जो कम करने वाले वातावरण को बनाए रख सकते हैं। यदि आने वाले पानी का सीओडी बहुत कम है, तो सूक्ष्मजीव इसे खाने में सक्षम नहीं होंगे, और कम करने वाला एजेंट पर्याप्त नहीं होगा, जिससे ओआरपी ऊपर की ओर तैरने लगेगा; यदि सीओडी बहुत अधिक है, तो सूक्ष्मजीव "खा जाएंगे" और बहुत अधिक वाष्पशील फैटी एसिड (वीएफए) का उत्पादन करेंगे, जिससे पीएच में कमी आएगी। जब पीएच 6.5 से नीचे होगा, तो मीथेन पैदा करने वाले बैक्टीरिया काम करना बंद कर देंगे और ओआरपी भी अव्यवस्थित हो जाएगा। इसलिए आने वाले पानी के सीओडी और पूल में वीएफए और पीएच को नियमित रूप से मापना आवश्यक है। यदि सीओडी पर्याप्त नहीं है, तो कुछ कार्बन स्रोत (जैसे ग्लूकोज, मेथनॉल, या उच्च सांद्रता वाले कार्बनिक अपशिष्ट जल) जोड़ें। यदि वीएफए बहुत अधिक है, तो पीएच को समायोजित करने के लिए क्षार (जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड, सोडियम कार्बोनेट) जोड़ें। आम तौर पर, पीएच 7.0-7.5 पर नियंत्रित होता है, और ओआरपी में समस्या होने की संभावना कम होती है।
एक और छोटी सी बात है: जब अवायवीय प्रणाली शुरू की जाती है, तो ओआरपी को नियंत्रित करना विशेष रूप से कठिन होता है क्योंकि शुरुआत में माइक्रोबियल आबादी छोटी होती है और कटौती का वातावरण स्थापित नहीं किया गया है। चिंता न करें, धीरे-धीरे कम सांद्रता वाला अपशिष्ट जल डालें ताकि सूक्ष्मजीवों को थोड़ा-थोड़ा करके बढ़ने दिया जा सके। साथ ही, आप कटौती वातावरण की स्थापना में तेजी लाने के लिए कुछ "इनोक्युलेटेड कीचड़" (जैसे अन्य अवायवीय टैंकों से कीचड़) भी जोड़ सकते हैं। जब ORP -200mV से नीचे स्थिर हो जाए, तो धीरे-धीरे इनलेट लोड बढ़ाएं, अन्यथा "स्टार्ट अप विफलता" आसान है।
अंत में, आइए अवायवीय प्रणालियों के बारे में बात करें, जैसे कि डिनाइट्रिफिकेशन टैंक, जहां लक्ष्य ओआरपी आम तौर पर -50~+50mV के बीच होता है। यहां मुख्य बात "कार्बन स्रोत नियंत्रण और ऑक्सीजन रोकथाम" है, क्योंकि डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया को "भोजन" के रूप में कार्बन स्रोतों की आवश्यकता होती है और इसमें कोई ऑक्सीजन हस्तक्षेप नहीं होना चाहिए (अन्यथा वे नाइट्रेट नाइट्रोजन पर ऑक्सीजन को प्राथमिकता देंगे)।
कई मित्र अपने डिनाइट्रिफिकेशन टैंक के ओआरपी को कम नहीं कर सकते हैं, इसलिए जांच करने वाली पहली बात यह है कि क्या ऑक्सीजन रिसाव है - उदाहरण के लिए, यदि डिनाइट्रिफिकेशन टैंक के सामने एरोबिक टैंक में बहुत अधिक वातन है, तो डीओ डिनाइट्रिफिकेशन टैंक में सीवेज ले जाता है, या यदि डिनाइट्रिफिकेशन टैंक में आंदोलनकारी "वातन आंदोलन" है (जो सबसे कठिन है और सीधे टैंक को ऑक्सीजन देता है), भले ही कार्बन स्रोत जोड़ा जाए, ओआरपी को कम नहीं किया जा सकता है। इसलिए डिनाइट्रिफिकेशन टैंक के सरगर्मी में "यांत्रिक सरगर्मी" (जैसे ब्लेड सरगर्मी) का उपयोग करना चाहिए, और वातन सरगर्मी का उपयोग नहीं किया जा सकता है; यदि एरोबिक टैंक से निकलने वाले प्रवाह का डीओ बहुत अधिक है, तो पानी में से कुछ ऑक्सीजन को निकालने के लिए डिनाइट्रिफिकेशन टैंक के सामने एक "डीगैसिंग टैंक" जोड़ा जाना चाहिए।
तब 'कार्बन स्रोत की मात्रा पर्याप्त होनी चाहिए'। जब डिनाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया नाइट्रेट नाइट्रोजन को कम करते हैं, तो उन्हें इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्बन स्रोत (जैसे सीओडी) की आवश्यकता होती है। यदि कार्बन स्रोत अपर्याप्त है, तो ऑक्सीजन के बिना भी, उनमें काम करने की ताकत नहीं होगी और ओआरपी स्थिर नहीं होगी। यह कैसे निर्धारित करें कि कार्बन स्रोत पर्याप्त है? कार्बन से नाइट्रोजन अनुपात (सी/एन) की गणना की जा सकती है। आम तौर पर, विनाइट्रीकरण के लिए 5~8:1 के सी/एन अनुपात की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, यदि प्रभाव में नाइट्रेट नाइट्रोजन 50mg/L है, तो COD कम से कम 250~400mg/L होना चाहिए। यदि यह पर्याप्त नहीं है, तो घरेलू सीवेज से मेथनॉल, सोडियम एसीटेट या सीओडी जैसे कार्बन स्रोतों को पूरक किया जाना चाहिए। पूरक करते समय, एक बार में बहुत अधिक न जोड़ें, अन्यथा सीओडी बाद के सिस्टम में बना रहेगा। "एक छोटी मात्रा को कई बार जोड़ना" और ओआरपी और नाइट्रेट नाइट्रोजन में परिवर्तन की निगरानी करना सबसे अच्छा है। यदि ओआरपी लगभग 0mV पर स्थिर रहता है और नाइट्रेट नाइट्रोजन में कमी जारी रहती है, तो यह इंगित करता है कि कार्बन स्रोत सटीक रूप से जोड़ा गया है।
इन विशिष्ट ऑपरेशनों के अलावा, कई "सामान्य युक्तियाँ" भी हैं जिनका उपयोग एरोबिक, एनारोबिक या एनारोबिक प्रणालियों में किया जा सकता है, जो आपको कई चक्करों से बचने में मदद कर सकते हैं।
पहला है 'केवल एक संकेतक के रूप में ओआरपी पर ध्यान केंद्रित न करें', इसे अन्य संकेतकों के साथ जोड़ा जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, यदि एरोबिक टैंक का ओआरपी कम हो जाता है, तो आपको यह जांचने की ज़रूरत है कि क्या डीओ कम हो गया है, सीओडी बढ़ गया है, और अमोनिया नाइट्रोजन कम नहीं हुआ है; जब एनारोबिक टैंक का ओआरपी बढ़ता है, तो यह जांचना आवश्यक है कि क्या पीएच कम है, क्या वीएफए उच्च है, और क्या ऑक्सीजन रिसाव है - ओआरपी एक "सिग्नल सैनिक" है, न कि "कारण", केवल ओआरपी को देखने से समस्या का पता नहीं चल सकता है, और इसे "कहां समायोजित करना है" को सटीक रूप से खोजने के लिए डीओ, पीएच, सीओडी, अमोनिया नाइट्रोजन और वीएफए जैसे संकेतकों के साथ विश्लेषण करने की आवश्यकता है।
दूसरा है "उतार-चढ़ाव की एक उचित सीमा निर्धारित करना" और "पूर्ण स्थिरता" का पीछा नहीं करना। जैव रासायनिक प्रणाली में स्वयं उतार-चढ़ाव होता है (जैसे कि इनलेट पानी की गुणवत्ता और तापमान में परिवर्तन), और ओआरपी में थोड़ा उतार-चढ़ाव होना सामान्य है। उदाहरण के लिए, एरोबिक टैंक का ORP+300mV पर सेट किया गया है, जिससे यह 280-320mV के बीच दोलन कर सकता है। जब तक यह इस सीमा से अधिक नहीं होता है, सूक्ष्मजीव अनुकूलन कर सकते हैं और जब भी उतार-चढ़ाव होता है तो इसे बहुत अधिक समायोजित करने की आवश्यकता नहीं होती है, अन्यथा यह सिस्टम को और अधिक अस्थिर बना देगा। उदाहरण के लिए, जब वातन वाल्व रुक-रुक कर खुलता और बंद होता है, तो घुलित ऑक्सीजन (डीओ) उच्च और निम्न के बीच उतार-चढ़ाव करता है, जिससे सूक्ष्मजीवों को नुकसान होता है।
तीसरा है "उपकरण को नियमित रूप से कैलिब्रेट करें", ओआरपी इलेक्ट्रोड को "आपको धोखा न देने दें"। ओआरपी इलेक्ट्रोड समय के साथ पुराना हो सकता है या पानी में प्रदूषकों (जैसे कि तेल के दाग और बायोफिल्म) से ढक सकता है, और मापा गया मान गलत हो सकता है - उदाहरण के लिए, यदि वास्तविक ओआरपी + 200 एमवी है और इलेक्ट्रोड + 100 एमवी प्रदर्शित करता है, तो आप सोच सकते हैं कि वातन पर्याप्त नहीं है और वातन बढ़ जाता है, लेकिन ओआरपी वास्तव में + 300 एमवी तक बढ़ जाता है, जो वास्तव में समस्याएं पैदा कर सकता है। इसलिए आम तौर पर सप्ताह में एक बार ओआरपी इलेक्ट्रोड को कैलिब्रेट करने की सिफारिश की जाती है, एक मानक बफर समाधान (जैसे पीएच 7.0 बफर समाधान, लगभग +200 एमवी के ओआरपी के साथ, बफर समाधान निर्देशों के आधार पर) का उपयोग करके, इलेक्ट्रोड पर किसी भी गंदगी को पोंछकर यह सुनिश्चित करने के लिए कि मापा मान सटीक हैं, ताकि नियंत्रण सार्थक हो।
अंत में, संक्षेप में कहें तो: ओआरपी को नियंत्रित करना एक "उच्च-परिशुद्धता तकनीक" नहीं है, इसका मूल उद्देश्य "पहले लक्ष्य सीमा को स्पष्ट करना, फिर प्रभावित करने वाले कारकों की पहचान करना और अंत में आवश्यकतानुसार समायोजित करना" है। एरोबिक प्रणाली डीओ और कार्बन नाइट्रोजन अनुपात पर केंद्रित है, एनारोबिक प्रणाली सीलिंग और पीएच, वीएफए पर केंद्रित है, और एनोक्सिक प्रणाली कार्बन स्रोत और रिसाव प्रूफ ऑक्सीजन पर केंद्रित है। अन्य संकेतकों के साथ मिलकर, उपकरणों का नियमित अंशांकन मूल रूप से ओआरपी को स्थिर कर सकता है। जैव रासायनिक प्रणालियों से निपटना वास्तव में सूक्ष्मजीवों से दोस्ती करने जैसा है। आप उनके स्वभाव को समझ सकते हैं (उन्हें कौन सा ओआरपी वातावरण पसंद है), उनके लिए आरामदायक स्थितियां बनाएं और वे स्वाभाविक रूप से अच्छा काम करेंगे। एक बार सिस्टम स्थिर हो जाए तो हमें मानसिक शांति भी मिलती है।
