Khi đang tìm hiểu về công cụ giúp chúng ta nhận biết và kiểm soát các quá trình xảy ra trong nước thải, Flash phát hiện ra nhiều điều rất thú vị về chỉ số ORP, một chỉ số được nhắc đến nhiều trong các máy lọc nước Ion kiềm mà các bạn hay nghe quảng cáo là uống sẽ làm chậm quá trình lão hóa… Bây giờ cùng Flash tìm hiểu chỉ số ORP ứng dụng như thế nào trong nước thải. Đồng thời, bạn sẽ biết mỗi quá trình có chỉ số ORP bao nhiêu. Từ chỉ số ORP đo được, bạn sẽ biết hệ thống mình có đang nitrat hóa, khử nitrat hay sinh khí metan hay không.

Chỉ số ORP là gì

Chỉ số ORP là từ viết tắt của Oxidation-reduction potential – khả năng oxy hóa-khử. ORP là một phép đo cho biết mức độ oxy hóa hoặc khử của một chất lỏng. Ví dụ, nước có thể oxy hóa vừa phải (chẳng hạn như nước có sục khí), oxy hóa mạnh (chẳng hạn như nước clo hoặc dung dịch hydro peroxit), hoặc khử (chẳng hạn như môi trường nơi vi khuẩn kỵ khí hoạt động). Tóm lại, ORP là thước đo độ sạch của nước và khả năng phân hủy các chất gây ô nhiễm.

Chỉ số ORP được đo bằng gì?

Chỉ số ORP được đo bằng các điện cực của máy đo ORP. Số đọc dương tính trên máy đo ORP có nghĩa là chất đó là chất oxy hóa; kết quả âm tính cho thấy chất đó là chất khử.

Khái niệm cơ bản về quá trình oxy hóa và khử

Nếu một chất không có đủ điện tử, nó sẽ thu nhận điện tử thông qua quá trình oxy hóa. Đây là một phản ứng hóa học trong đó một tác nhân bị mất điện tử cho một tác nhân khác. Bởi vì các chất có ORP dương đang tìm cách thu nhận điện tử, chúng được coi là chất oxy hóa.

Mặt khác, các điện tử dư ion có thể bị mất ion cho các chất oxy hóa mà không bị mất ổn định. Vì lý do này, chúng được gọi là chất chống oxy hóa hoặc chất khử. Chỉ số ORP càng cao thể hiện tính oxy hóa cao. Ngược lại, ORP thấp thể hiện tính khử cao.

Tại sao chỉ số ORP lại quan trọng khi kiểm tra nước

ORP không thể thiếu trong quá trình kiểm tra nước vì nó chỉ ra nước đã được khử trùng hoặc còn ô nhiễm dựa trên các đặc tính oxy hóa và khử. Để an toàn khi sử dụng, tái chế hoặc tiếp xúc với da, nước được xử lý bằng chất khử trùng để có khả năng oxy hóa cao hơn, chỉ số ORP cao hơn. Bằng cách theo dõi thường xuyên ORP, bạn sẽ đánh giá được hiệu quả của chất khử trùng và điều chỉnh kế hoạch xử lý nước của mình cho phù hợp.

Chỉ số ORP của các quá trình trong hệ thống xử lý nước thải là bao nhiêu?

Khi vận hành hệ thống xử lý nước thải (HTXLNT) chúng ta luôn tự hỏi trong bể sinh học đang xảy ra quá trình gì? Quá trình nitrat hóa, khử nitrat, lên men Metan có đang diễn ra hay không và tại sao hệ thống lại có mùi hôi…Giờ đây chúng ta đã có công cụ để hiểu hơn về nó. Hãy cùng xem xét các phản ứng này và giá trị ORP tương ứng:

Quá trình Nitrat hóa (chuyển NH4+ -> NO3)

Nitrat hóa là quá trình oxy hóa Amonia (NH4+) thành nitrat (NO3-) bởi vi khuẩn nitrat hóa. Các vi khuẩn nitrat hóa Bacillus hoạt động tốt khi ORP của nước thải từ +100 đến +350 mV. Thực tế cho thấy khi chỉ số ORP >+400mV thì quá trình này diễn ra mạnh mẽ. Nhiều hệ thống xử lý Amoni không giảm do khi đo ORP đạt giá trị âm.

Quá trình Khử nitrat (chuyển NO3->N2)

Quá trình khử Nitrat khử (NO3-) thành nitơ phân tử (N2) và được thực hiện bởi vi khuẩn khử Nitrat. Hiệu quả cao khi ORP của nước thải là +50 đến -50 mV. 

Xem thêm: 3 yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình khử Nitrat

Giảm BOD, loại bỏ chất hữu cơ

Giảm BOD là phân hủy chất hữu cơ bằng quá trình oxy hóa có Oxy. Vi khuẩn thực hiện quá trình oxy hóa BOD xảy ra khi ORP trong nước thải nằm trong khoảng +50 đến +250mV. Vi sinh hiếu khí sử dụng oxy được cung cấp từ máy sục khí, còn vi sinh thiếu khí lấy O2 từ NO3.

Sản xuất Metan (CH4)

Bể kỵ khí nào cũng mong đợi lượng khí metan (CH4) dồi dào. Quá trình sản xuất metan được thực hiện bởi vi khuẩn sinh khí metan và xảy ra trong khoảng ORP từ -175 đến -400 mV. Khi chỉ số ORP nhỏ hơn -100 mV cho thấy sự hình thành sulfua và các axit béo. Vi sinh kỵ khí AD Boost của Proventus chứa hàm lượng rất cao (10 tỷ cfu/gram) các vi khuẩn sinh khí Metan.

Trong các đường ống cống hoặc hố gom khi ORP<100mV mùi hôi xuất hiện. Có thể ngăn mùi hôi bằng cách bổ sung thêm soda (Na2CO3) để tăng giá trị ORP trên -50mV. 

Quá trình sinh hóa	Chỉ số ORP (mV)
Quá trình Nitrat hóa	+100 đến +500
Quá trình khử Nitrat	-50 đến +50
Giảm BOD, chất hữu cơ	+50 đến +250
Sản xuất khí Metan	-175 đến -400
Hình thành khí H2S	-50 đến -250
Lên men axit	-100 đến -225

Khi biết chỉ số ORP của các quá trình, bạn có thể kiểm soát hệ thống một cách khoa học. Nếu thấy hệ thống đang thiếu quá trình Nitrat hóa, bạn có thể bổ sung men vi sinh Nitrat hóa Quick Start. Cần tăng quá trình kỵ khí bổ sung thêm men vi sinh kỵ khí AD Boost… 

Thiết bị đo ORP có nhiều loại, loại cầm tay và loại để bàn. Đầu cảm biến làm bằng bạch kim thường được ưa chuộng vì độ bền cao. Tùy hãng sản xuất và chỉ tiêu đo tích hợp, giá có thể dao động từ 1.9 – 5.5tr/ thiết bị. 

Nguồn: aperainst.com và jencoi.com