2　　试验结果与分析

　　2.1　ORP、DO、pH在一个反应周期中的变化规律
　　2.1.1　　ORP、DO的变化规律
　　选择进水混合液氨氮浓度为110～120 mg/L的典型图见图2、3。

　　由图3可知，DO、ORP曲线的特点及其原因是：在COD降解过程中，DO出现平台(0～25 min)，ORP也出现平台。这是因为在恒定曝气量的条件下，有机污染物被微生物不断地氧化降解，微生物降解有机物过程的OUR基本不变，所以DO出现平台。由ORP与DO的关系式(ORP=a+bln［O2］)可知：在DO出现平台的情况下，ORP也会出现平台，但ORP不只受DO影响，所以ORP的平台不如DO的平台那么明显。当COD降至难降解部分时(图2中的点A：第25 min)，DO突然迅速大幅上升，对应着ORP也大幅上升(图3中的点A)，这是因为COD降解至难降解部分时，异养菌无法再大量摄取有机物，造成供氧大大高于耗氧，所以会出现DO，ORP都迅速大幅度上升的现象。尔后，自养菌开始进行硝化反应，反应过程中ORP、DO不断上升直至硝化结束。在硝化反应结束时(图2中的点B：第150 min)，DO出现第二次跳跃或者是上升的速率加快(图3中的点B)，然后DO很快接近饱和值，如果继续曝气，DO就在这个高值处维持基本不变。DO出现第二次跳跃的原因是自养菌降解氨氮的过程已经结束，不再耗氧，而自养菌、异养菌内源呼吸耗氧又远远小于供氧，所以会出现DO的第二次跳跃；与之相对应，ORP并没有出现跳跃而是出现平台或者说基本不变化(图3中的点B)。在硝化过程中DO、ORP没有出现平台而是不断徐徐上升的原因则是：硝化细菌进行硝化反应的速率随着氨氮的降解不断减小，所以耗氧速率小于供氧速率，出现了DO、ORP都不断上升的现象。ORP在硝化反应的后半程上升得越来越慢以及并未像DO一样出现第二次跳跃的原因是：①DO绝对值较高，DO的微小变化并不会引起ORP的很大变化，即使DO出现跃升也并不足以引起ORP的再次跳跃。②硝化反应的不断进行使氨氮不断被氧化，由ORP的定义式可知，还原态物质的不断减少，相应产生的氧化态物质也不断减少，这也是引起ORP上升变缓的一个原因。③由于硝化反应的进行，产生了大量的亚硝态氮，这对生化反应起到了限制作用，因此硝化后期的反应速率小于反应初期速率。在反应的最后，DO维持恒定以及ORP基本不变的原因是由于内源呼吸过程的OUR基本不变。
　　结束曝气后投加原水，进行搅拌，系统进入反硝化阶段：ORP先是迅速下降，这是由于DO的迅速耗尽；在反硝化的过程中，ORP不断下降(但下降的速度越来越小)，这是因为氧化态的硝态氮被还原成氮气，整个反应器中的氧化还原电位不断降低；由于无氧呼吸即反硝化的进行，硝态氮不断减少，整个反应器中氧化还原状态的变化不如反硝化初期的变化幅度大，所以ORP的变化越来越小；当反硝化结束时(图2中点C)，ORP迅速下降，表现在曲线上为一拐点(图3中的点C)，这一拐点指示出系统缺氧呼吸过程的结束，分子态氧消失，系统进入厌氧状态，所以ORP会大幅度下降。