بازدیدها: 2
ORP یکی از شاخص های مهم در اندازه گیری مقدار مواد اکسیدکننده موجود در آب است که در صنعت تصفیه آب و فاضلاب و حتی در برج های خنک کننده و بویلرها کاربرد گسترده ای دارد. این شاخص بر اساس شرایط محیط در آب و مواد محیط اطرافمان دچار تغییر شده و افزایش و کاهش بیش از اندازه آن می تواند تهدیدی برای سلامت انسان و تجهیزات صنعتی باشد. در این بخش از مقالات آموزش تصفیه آب و فاضلاب فراب تدبیر کاربرد ORP در تصفیه آب و فاضلاب، مقدار استاندارد ORP و ارتباط آن با PH و دما را بررسی خواهیم کرد.
ORP چیست؟
مواد موجود در طبیعت بر حسب شرایط یا تمایل به از دست دادن الکترون و اکسید شدن دارند یا الکترون جذب نموده و سایر مواد را اکسید می کنند. ORP (Oxidation Reduction Potential) یکی از شاخص های مهم در صنعت تصفیه آب است که میزان پتانسیل و تمایل مواد در گرفتن الکترون محیط و اکسید کنندگی را نشان می دهد. به این شاخص پتانسیل کاهش اکسیداسیون نیز گفته می شود و مثبت بودن آن در مواد غذایی و آب های آشامیدنی می تواند سلامتی را به خطر بیندازد.
به عبارت دیگر، این شاخص اندازه گیری می کند که مواد مورد نظر چقدر تمایل به اکسیدکنندگی سایر مواد اطراف را دارند. هر اندازه مواد اکسیدکننده در یک محیط بیشتر باشد، مقدار ORP مثبت بیشتر است. مقدار منفی این شاخص در مواد غذایی نشان دهنده تمایل این مواد به از دست دادن الکترون است و این یعنی آن مواد آنتی اکسیدان هستند. در مقابل، اگر مقدار شاخص ORP در مواد غذایی مثبت و زیاد باشد، یعنی ماده اسیدی است و الکترون مواد را جذب نموده و باعث بیماری های گوارشی و سرطان خواهد شد.
در تصفیه آب استخر از ORP برای اندازه گیری مقدار کلر و مواد آلاینده موجود در آب استفاده میشود.
نحوه اندازه گیری ORP
واحد اندازه گیری ORP میلی ولت است و با ORP متر می توان این شاخص را اندازه گیری کرد. سنسور ORP نیز برای اندازه گیری این شاخص استفاده میشود. در دستگاه ORP متر، الکترود طلا یا پلاتین استفاده میشود. کلر و ازن و سایر مواد اکسید کننده الکترون های طلا را جذب نموده و باعث تولید انرژی الکتریکی می شوند. این جریان اندازه گیری شده و با الکترود محلول در نقره مقایسه می شود. اختلاف این دو ولتاژ نشان دهنده ORP است.
اگر مقدار کلر در آب زیاد باشد، الکترود زیادی از طلا جذب نموده و ولتاژ افزایش پیدا می کند. این در حالیست که مواد قلیایی که الکترون را کمتر جذب می کنند، ولتاژ کمی تولید نموده و باعث کاهش ORP می شوند. در استخرهای شنا چون کم بودن کلر به معنای بالا بودن مواد آلاینده است، مقدار ORP باید مثبت باشد. در مواد غذایی و آب آشامیدنی این مساله عکس است و ORP باید منفی باشد.
مقدار استاندارد ORP
مثبت یا منفی بودن ORP در صنعت تصفیه آب و فاضلاب به نوع کاربری مواد بستگی دارد. چون در آب استخر و فاضلاب پایین بودن ORP به معنای استاندارد نبودن روند تصفیه است و باید این شاخص مثبت باشد. این در حالیست که برای مواد غذایی که وارد بدن میشوند بالا بودن این شاخص نشان دهنده اکسید کنندگی زیاد آن بوده و منجر به بیماری می شود. بر همین اساس برای برخی از مواد مقدار استاندارد ORP ارائه شده است که عبارتند از:
- مقدار ORP در آب قلیایی یونیزه: -400 میلی ولت
- نوشابه و آب آشامیدنی شهری: +400 MV
- ویتامین سی: صفر MV
- آب برج خنک کننده: +250 تا +350 میلی ولت
- آب استخر: +460 MV
- روغن ماهی کاد: -200 MV
- چای سبز: -100 میلی ولت
- آب تصفیه شده معدنی: +300 میلی ولت
- آب استخر پرورش آبزیان: +150 تا +250 میلی ولت
ارتباط ORP و PH
در صنعت تصفیه آب و فاضلاب شاخص های متعددی نقش دارند که از مهم ترین آنها می توان به PH اشاره کرد. ORP و PH مرتبط هستند و افزایش و کاهش هر یک می تواند بر دیگری تاثیرگذار باشد. مواد قلیایی که تمایل به از دست دادن الکترون دارند، دارای PH بیشتر از 7 هستند. هر چه PH بیشتر باشد، پتانسیل به اکسیدکنندگی کاهش پیدا می کند و ORP کم می شود. این در حالیست که برای مواد اسیدی که PH کمتر از 7 دارند، بیشتر به گرفتن الکترون ها و اکسیدکنندگی تمایل دارند. به همین دلیل با کاهش PH مقدار شاخص ORP افزایش پیدا می کند.
ارتباط ORP و دما
قبل از بررسی کاربرد ORP در صنعت تصفیه آب و فاضلاب لازم است بدانید که دما در بسیاری از شاخص ها تاثیرگذار است. کلر و مواد ضدعفونی کننده با افزایش دما قدرت اکسیدکنندگی کمتری داشته و ORP را کاهش می دهند. این در حالیست که با افزایش دما مقدار PH افزایش پیدا می کند.
ارتباط ORP و کلر و ازن
در صنعت تصفیه آب و فاضلاب کلر و ازن بیشترین کاربرد را در ضدعفونی و از بین بردن مواد آلاینده دارند. کلر خاصیت اکسیدکنندگی دارد و الکترون را جذب می کند و از این طریق مواد آلاینده از بین میروند. هر اندازه کلر بیشتر باشد، پتانسیل اکسیدکنندگی بیشتر شده و در نتیجه ORP نیز افزایش پیدا می کند. این مساله برای ازن نیز وجود دارد. در نتیجه با کاهش ORP می توان گفت مقدار کلر و ازن در آب و فاضلاب کاهش پیدا نموده و مواد آلاینده متعاقبا افزایش پیدا می کند.
کاربرد ORP در تصفیه آب و فاضلاب
کاربرد ORP در صنعت تصفیه آب و فاضلاب بر اساس کیفیت خروجی مورد نظر متفاوت است و مقدار آن متفاوت خواهد بود. برخی از موارد کاربرد ORP عبارتند از:
کاربرد ORP در تصفیه آب استخر
یکی از اصلی ترین موارد کاربرد ORP در تصفیه آب استخر است. سنسور ORP مشخص می کند که مقدار کلر در آب چقدر است و آیا نیاز به تزریق کلر وجود دارد یا خیر؟ اگر مقدار ORP کمتر از +460 میلی ولت باشد، نشان دهنده کم بودن مواد اکسیدکننده آب یا همان کلر است. در نتیجه مواد آلاینده افزایش پیدا نموده و ضدعفونی به درستی انجام نمیشود. در این شرایط با تزریق کلر می توان شرایط را برای تصفیه بهتر آب فراهم کرد.
کاربرد ORP در تولید صنایع غذایی
آب مصرفی در صنایع غذایی نباید خاصیت اکسیدکنندگی داشته باشد. چون ورود این مواد به بدن باعث آسیب به اعضای داخلی شده و بیماری های سرطان و غیره را به همراه دارد. در صنعت تولید مواد غذایی در مرحله تصفیه آب مصرفی شاخص ORP کاربرد داشته و باید با سنسورهای مخصوص با دقت اندازه گیری شود. در صورت بالا بودن این شاخص باید مواد اکسیدکننده را از آن حذف کرد تا سلامت بدن تضمین شود.
کاربرد ORP در تصفیه آب برج های خنک کننده
آب ورودی به برج های خنک کننده اگر خاصیت خوردندگی بالایی داشته باشند، باعث خوردگی مخزن و ترک و سوراخ شدن آن می شود. یکی از کاربردهای ORP در صنعت تصفیه آب و فاضلاب در برج های خنک کننده است. آب ورودی به این برج ها اگر ORP بالایی داشته باشد، به معنای زیاد بودن مواد خورنده در آب است و باید آنها را ابتدا حذف کرد تا به دستگاه آسیب وارد نشود.
کاربرد ORP در تصفیه آب آشامیدنی
در تصفیه آب آشامیدنی یکی از مهم ترین گام ها، از بین بردن مواد آلاینده و ضدعفونی آن است که با ازن زنی در اغلب مواقع انجام می شود. ازن خاصیت اکسیدکنندگی دارد و اگر مقدار آن کم باشد، به معنای نامناسب بودن شرایط برای ضدعفونی آب است. در تصفیه آب این شاخص بهتر است حدود +400 میلی ولت باشد که البته برای آب های قلیایی یونیزه مقدار -400 میلی ولت در نظر گرفته میشود.
فیلتر ORP چیست؟
با توجه به تاثیر بسیار بد مواد اکسیدکننده بر سلامت بدن، فیلتر ORP ارائه شده است که در تصفیه آب استفاده میشود. این فیلترها باعث قلیایی شدن آب شده و مواد اکسنده را کاهش می دهد. از این فیلترها در دستگاه های تصفیه آب استفاده شده و گزینه ای ایده آل برای جلوگیری از سرطان به شمار می رود.
جمع بندی
شاخص ORP برای اندازه گیری پتانسیل کاهش اکسیدکنندگی استفاده شده و بالا بودن آن نشان دهنده تمایل بیشتر مواد مورد نظر در جذب الکترون محیط و اکسید کردن آنها است. برای مواد غذایی و آب اشامیدنی مقدار این شاخص باید منفی باشد، در غیر این صورت منجر به بیماری های گوارشی و آسیب به روده و معده می شود. در صنعت تصفیه آب و فاضلاب این شاخص برای اندازه گیری مقدار کلر و ازن و استاندارد بودن یا نبودن شرایط برای از بین رفتن آلاینده های آب است. شاخص ORP در صنعت تصفیه آب و فاضلاب با سنسور ORP متر اندازه گیری میشود و واحد اندازه گیری آن میلی ولت mv است.
