¿Qué significan las siglas ORP en el tratamiento de aguas residuales?
ORP significa potencial redox en el tratamiento de aguas residuales. El ORP se utiliza para reflejar las propiedades macro-redox de todas las sustancias en solución acuosa. Cuanto mayor sea el potencial redox, mayor será la capacidad oxidante, y cuanto menor sea, mayor será la capacidad reductora. En un cuerpo de agua, suelen existir múltiples potenciales redox, formando un sistema redox complejo. Su potencial redox es el resultado global de la reacción redox entre múltiples sustancias oxidantes y reductoras.
Si bien el potencial redox (ORP) no puede utilizarse como indicador de la concentración de una sustancia oxidante o reductora específica, ayuda a comprender las características electroquímicas del agua y a analizar sus propiedades. Se trata de un indicador integral.
Aplicación del potencial redox (ORP) en el tratamiento de aguas residuales: En el sistema de alcantarillado existen múltiples iones variables y oxígeno disuelto, es decir, múltiples potenciales redox. Mediante el instrumento de detección de ORP, se puede detectar el potencial redox en las aguas residuales en muy poco tiempo, lo que reduce considerablemente el tiempo y el proceso de detección y mejora la eficiencia del trabajo.
El potencial redox requerido por los microorganismos es diferente en cada etapa del tratamiento de aguas residuales. Generalmente, los microorganismos aerobios pueden crecer por encima de +100 mV, y el óptimo es de +300 a +400 mV; los microorganismos anaerobios facultativos realizan respiración aerobia por encima de +100 mV y respiración anaerobia por debajo de +100 mV; las bacterias anaerobias obligadas requieren de -200 a -250 mV, entre las cuales los metanógenos anaerobios obligados requieren de -300 a -400 mV, y el óptimo es de -330 mV.
El entorno redox normal en el sistema de lodos activados aerobios se encuentra entre +200 y +600 mV.
Como estrategia de control en el tratamiento biológico aeróbico, anóxico y anaeróbico, mediante el monitoreo y la gestión del ORP de las aguas residuales, el personal puede controlar artificialmente la ocurrencia de reacciones biológicas. Al cambiar las condiciones ambientales de la operación del proceso, tales como:
●Aumentar el volumen de aireación para incrementar la concentración de oxígeno disuelto.
●Agregar sustancias oxidantes y otras medidas para aumentar el potencial redox
●Reducir el volumen de aireación para disminuir la concentración de oxígeno disuelto.
●Agregar fuentes de carbono y sustancias reductoras para disminuir el potencial redox, promoviendo o impidiendo así la reacción.
Por lo tanto, los gestores utilizan el ORP como parámetro de control en el tratamiento biológico aeróbico, el tratamiento biológico anóxico y el tratamiento biológico anaeróbico para lograr mejores resultados del tratamiento.
Tratamiento biológico aeróbico:
El potencial redox (ORP) presenta una buena correlación con la eliminación de la DQO y la nitrificación. Al controlar el volumen de aireación aeróbica mediante el ORP, se puede evitar un tiempo de aireación insuficiente o excesivo, lo que garantiza la calidad del agua tratada.
Tratamiento biológico anóxico: El potencial redox (ORP) y la concentración de nitrógeno en el estado de desnitrificación presentan cierta correlación durante el proceso, lo que permite determinar si la desnitrificación ha finalizado. La práctica demuestra que, durante la desnitrificación, cuando la derivada del ORP con respecto al tiempo es inferior a -5, la reacción es más completa. El efluente contiene nitrógeno nítrico, lo que previene la producción de diversas sustancias tóxicas y nocivas, como el sulfuro de hidrógeno.
Tratamiento biológico anaeróbico: Durante la reacción anaeróbica, cuando se producen sustancias reductoras, el valor de ORP disminuye; por el contrario, cuando disminuyen las sustancias reductoras, el valor de ORP aumenta y tiende a estabilizarse durante un cierto período de tiempo.
En resumen, para el tratamiento biológico aeróbico en plantas de tratamiento de aguas residuales, el ORP tiene una buena correlación con la biodegradación de DQO y DBO, y también con la reacción de nitrificación.
Para el tratamiento biológico anóxico, existe una cierta correlación entre el ORP y la concentración de nitrógeno nítrico en el estado de desnitrificación durante dicho tratamiento, lo que puede utilizarse como criterio para determinar si el proceso de desnitrificación ha finalizado. Controlar el efecto del tratamiento en la sección del proceso de eliminación de fósforo y mejorar dicho efecto. La eliminación biológica de fósforo y la eliminación de fósforo incluyen dos pasos:
En primer lugar, durante la etapa de liberación de fósforo en condiciones anaeróbicas, las bacterias de fermentación producen ácidos grasos bajo un potencial redox (ORP) de entre -100 y -225 mV. Los ácidos grasos son absorbidos por las bacterias polifosfato y, simultáneamente, el fósforo se libera al cuerpo de agua.
En segundo lugar, en la fase aeróbica, las bacterias polifosfato comienzan a degradar los ácidos grasos absorbidos en la etapa anterior y convierten el ATP en ADP para obtener energía. El almacenamiento de esta energía requiere la adsorción del exceso de fósforo del agua. Para que se produzca la eliminación biológica del fósforo, la reacción de adsorción requiere que el potencial redox (ORP) en la fase aeróbica se encuentre entre +25 y +250 mV.
Por lo tanto, el personal puede controlar el efecto del tratamiento de la sección del proceso de eliminación de fósforo a través del ORP para mejorar el efecto de eliminación de fósforo.
Cuando el personal no desea que se produzca desnitrificación ni acumulación de nitritos en un proceso de nitrificación, el valor de ORP debe mantenerse por encima de +50 mV. De igual manera, los administradores deben prevenir la generación de olores (H₂S) en el sistema de alcantarillado. Para ello, deben mantener un valor de ORP superior a -50 mV en la tubería para evitar la formación y reacción de sulfuros.
Ajustar el tiempo y la intensidad de aireación del proceso permite ahorrar energía y reducir el consumo. Además, el personal puede utilizar la correlación significativa entre el potencial redox (ORP) y el oxígeno disuelto en el agua para ajustar el tiempo y la intensidad de aireación del proceso mediante el ORP, logrando así un ahorro energético y una reducción del consumo, al tiempo que se cumplen las condiciones de la reacción biológica.
Mediante el instrumento de detección de ORP, el personal puede comprender rápidamente el proceso de reacción de purificación de aguas residuales y la información sobre el estado de la contaminación del agua basándose en información de retroalimentación en tiempo real, logrando así una gestión más precisa de los eslabones del tratamiento de aguas residuales y una gestión eficiente de la calidad del medio ambiente acuático.
En el tratamiento de aguas residuales, se producen numerosas reacciones redox, y los factores que afectan al potencial redox (ORP) varían en cada reactor. Por lo tanto, en el tratamiento de aguas residuales, el personal debe estudiar en profundidad la correlación entre el oxígeno disuelto, el pH, la temperatura, la salinidad y otros factores presentes en el agua, así como el ORP, según las condiciones específicas de la planta de tratamiento. Además, es necesario establecer parámetros de control del ORP adecuados para cada tipo de cuerpo de agua.
Fecha de publicación: 5 de julio de 2024
