污第七篇水中的ORP，ORP為負值的水，對人體有益

ORZ是從網路上創造出來的一個形體文字，全名是失意體前屈，還有嚴格的教程，這個樣子深深地表達了失意的樣子。不過今天聊的ORP雖然和ORZ僅有一個字母之差，但是含義卻完全不一樣，雖然它在污水水質中相對於別的水質指標也有點失意。。。

回到污水水質中來，什麼是ORP呢？它是英文Oxidation-reduction potential的前三個字母的縮寫，就是氧化還原電位，在污水水質檢測中，對氧化還原電位ORP的檢測測原理和PH很類似，很多的PH在線儀錶是具有兩通道的檢測方式，其中就有ORP檢測的通道。它表示溶液的氧化還原電位.ORP值是水溶液氧化還原能力的測量指標，其單位是mV。ORP計是測試溶液氧化還原電位的專用儀器，它由ORP複合電極和mV計組成。ORP電極是一種可以在其敏感層表面進行電子吸收或釋放的電極，該敏感層是一種惰性金屬，通常是用鉑和金來製作，參比電極是和pH電極一樣的銀/氯化銀電極。但是在污水處理的實際檢測中應用較少遠遠少於其他水質項目的檢測，其實ORP的作用並不是那麼不起眼，我們今天來看看ORP指標在污水中的作用。

在自然界很多微生物的酶催化反應都是氧化還原反應，在反應中通過電子的轉移，其中一種化合物被氧化，另一種化合物被還原。而生物體進行氧化還原反應的能力取決於環境的氧化還原狀態，或者說是氧化還原電位ORP。氧化還原電位（ORP）是通過電化學角度來反應一個湖泊或河流的本身凈化或分解有機污染物質的能力。當水體里ORP值高，也就說明水裡有很多氧氣，一些分解死的組織和污染物的細菌可以在有氧條件下可以更有效地工作。一般的ORP值越高，水體分解能力也越強，也就是說水體越健康。在這些水體底部的沉積物，有許多細菌在沉積物中分解有機物，消耗了大量的氧氣，造成了下層水體的氧氣的含量減少，導致ORP值降低。因此ORP的測量可以反應出水體溶解氧的變化，同時為我們提供了水體的污染信息。而污水處理主要是利用自然界的微生物對污水中的各種有機物和無機物通過氧化還原反應進行去除的一個過程，那麼通過檢測污水的氧化還原的電位，也就能夠反應出污水的氧化還原的強弱。

氧化還原電位在工業廢水的治理中已使用多年，特別是處理一些金屬精加工中產生的廢水。但近年來在市政污水處理廠也逐步得到了廣泛的應用。特別是在線的ORP儀，通過直接插入到污水中離子電荷的感測器，測量從顆粒所攜帶的電荷，並且把這些電荷被轉換為毫伏即可以是負或正電荷。通過ORP儀錶，污水中的氧化還原電位可以在很短時間內檢測出來，不需要原來通過化驗室進行的採樣測量，在時間上可以大大縮短化驗流程，提高了效率，並能夠確定處理問題。

在污水處理系統中測量氧化還原電位可以反應一些特定生物（氧化還原）反應的發生的電位能量。在廢水處理系統的重要的氧化還原反應包括含碳有機污染物的生物降解，硝化反硝化反應，生物除磷，H2S生產。這些反應包括碳（C），磷（P），硫（S），和氮（N）和從氧化狀態（含氧）如硝酸鹽（NO的變化- ）和硫酸（SO 4 2 - ），向還原狀態（含有氫氣）如氨（NH 3）和硫化物（H 2 S）轉變的過程。

各種污水處理的微生物所要求的氧化還原電位不同。一般好氧微生物在+100mV以上均可生長，最適為+300mV～+400mV；兼性厭氧微生物在+100mV以上時進行好氧呼吸，為+100mV以下時進行無氧呼吸；專性厭氧細菌要求為-200mV～-250mV，其中專性厭氧的產甲烷菌要求為-300～-400mV，最適為-330mV。好氧活性污泥法系統中正常的氧化還原環境在+200mV～+600mV之間。環境中的PH對氧化還原電位也有影響。PH值低時，氧化還原電位低，PH值高時，氧化還原電位高。污水處理中各種反應的ORP值表如下：

表中是對各種污水處理中的各種反應的ORP的檢測，比如對於生物除磷，大部分污水處理廠依靠生物除磷來達到一部分的總磷去除目標。生物除磷過程包括兩個處理步驟：第一，生物磷的釋放；第二，生物過量吸附磷。首先是在厭氧環境下磷的釋放階段，發酵菌在ORP在-100mv~-225 mV的條件下產生脂肪酸，脂肪酸通過聚磷菌吸收，同時釋放磷進入水體中。 在生物除磷的第二階段，在好氧池聚磷菌降解吸收的酸同時從ATP轉化成ADP獲得的能量，這種能量的儲存需要從水中吸附過量的磷。這個吸附磷的反應要求好氧池的ORP為+25至+250毫伏之間，才能發生生物除磷的存儲。

通過表中列出的反應所需要的ORP值，通過監測和管理污水的ORP，管理人員可人為的控制生物反應發生，通過改變運行的環境條件，以促進或阻止該反應的進行。例如，管理人員不希望在一個硝化反應過程發生反硝化反應或亞硝酸鹽的聚集，因此，必須保持超過+50 mV的ORP值。類似地，管理人員在下水道系統中發生惡臭（H2S）的生產，管理人員必須保持管道中超過-50 mV的ORP值，以防止硫化物的形成和反應。

隨著環境對污水的容納程度越來越低，污水處理廠的除磷脫氮等反應日益成為了污水處理廠的日常管理內容，通過ORP的檢測，對污水處理環節實現精細化管理，是沒一個污水處理管人員需要進行的工作。由於ORP的檢測手段簡單，數據實時反應，因此通過ORP在線監測下水道系統和污水處理廠中的生物反應，以及實時反應到現場管理人員，使ORP逐步成為污水處理廠管理人員的新的管理工具。

最後科普一個日常的小知識：

由於人生長衰老過程是一個氧化過程，因此引用一些還原性強的水，會對人體有一定的益處，也就是引用一些ORP為負值的水，對人體有益。

作者：魚 來源：治污者說