土壤氧化還原電位計是水溶液氧化還原能力的測量指標,其單位是mv。它由ORP復合電極和mv計組成。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,通常是用鉑和金來制作。參比電極是和pH電極一樣的銀/氯化銀電極。
在自然界的水體中,存在著多種變價的離子和溶解氧,當一些工業污水排入水中,水中含有大量的離子和有機物質,由于離子間性質不同,在水體中發生氧化還原反應并趨于平衡,因此在自然界的水體中不是單一的氧化還原系統,而是一個氧化還原的混合系統。測量電極所反映的也是一個混合電位,它具有很大的試驗性誤差。另外,溶液的pH值也對ORP值有影響。因此,在實際測量過程中強調溶液的電位是沒有意義的。我們可以說溶液的ORP值在某一數值點附近表示了溶液的一種還原或氧化狀態,或表示了溶液的某種性質(如衛生程度等),但這個數值會有較大的不同,你無法對它作出定量的確定,這和pH測試中的準確度是兩個概念。另外,影響ORP值的溫度系數也是一個變量,無法修正,因此土壤氧化還原電位計一般都沒有溫度補償功能。
土壤氧化還原電位計的難點以及影響因素
由于在廢水處理中，發生的氧化還原反應眾多，而且在各反應器內影響ORO的因素也不相同，很難判斷ORP的改變主要哪種因素中的那一種引起的。比如，在活性污泥處理系統中存在很多有機物質，有機物濃度較大的變化引起較小的變化，但很難判斷ORP改變主要由那種有機物引起。因此，在研究ORP改變對污水處理的指示作用前，應先了解影響其改變的因素有哪些。
1、溶解氧(DO)。DO表示溶解在水中的氧的含量，在好氧池中，出水口出DO應控制在2mg/l，如果是純氧曝氣應在4mg/l。缺氧反硝化池DO應在0.5mg/l。在厭氧池中，分子氧基本上不存在，硝態氮最好小于0.2mg/l。DO作為廢水處理的一種氧化劑，是引起系統ORP升高最直接的原因。在純水中，ORP與DO的對數成線形關系，ORP隨DO的升高而升高。
2、pH廢水處理中，pH值是一個重要的控制因子。好氧微生物和發酵產酸菌最佳生長pH值為6.5～8.5，厭氧產甲烷菌的最適宜pH為6.8～7.2。為控制合適的pH值，一般通過加堿調節的方法控制。微生物的污染物的代謝活動對pH值影響很大，在產酸階段，產酸菌分解大分子有機物產生脂肪酸和二氧化碳有降低pH的作用，但在分解蛋白質的過程中產生氨有提升pH值的作用；在產甲烷階段，產甲烷菌利用乙酸產甲烷可提高系統的pH值。pH值是引起ORP升降的一個重要因素，pH值越高，ORP越低；pH值越低，ORP越高。值得一提的是，在污水中雖然pH與ORP有一定的相關性，但由于ORP還受微生物活動、溶解氧等因素的影響，pH與ORP的相關性沒有在純水中的強。
3、溫度在廢水處理過程中，溫度是一個非常重要的指標。好氧微生物在15～30℃活動旺盛，厭氧微生物最佳溫度在35℃附近和55℃附近。在厭氧廢水處理過程中，溫度的改變對微生物的組成和增殖、產甲烷速率、污泥的沉淀性能等都有重要影響，因此，為保證厭氧池運行的穩定，廢水在進入厭氧池前一般通過冷卻塔降溫和水蒸氣加熱的方法調節廢水溫度至35℃或55℃。研究實踐表明，溶液溫度越高，溶液的ORP越低；在廢水處理過程中，溫度的影響也是如此。另外水處理過程溫度越高，ORP越低，還與溫度升高導致水分子團簇變小有關。此外，溫度的改變也可同時導致酸堿度、氣體溶解度、生物活性的改變以及水體污染物相間平衡的改變，進而影響ORP。
4、微生物的活性厭氧活性污泥的活性可由最大比產甲烷速率和最大比COD去除速率表示。好氧活性污泥的活性也可由最大比COD去除速率表示。微生物的活性越高，消耗氧氣的速率和產生還原性物質的速率也越快，ORP降低也越迅速。ORP作為反映水體宏觀氧化還原性的綜合指標，其影響因素種類較多，除上述幾個主要影響因素外，還有壓力、有機物、固體物質、微生物種類等因素的影響。這些因素不是孤立的，它們相互影響、相互制約。因此，水體的氧化還原性也是多種因素綜合作用的結果。
5、微生物的組成在廢水生物處理系統中，存在著的生態系統。在兩相厭氧生物反應器中，實現了產酸菌和產甲烷菌的有效分離，便于系統的控制和管理。在絮狀泥占優勢的UASB中，沿水流方向依次篩選出了產酸菌和產甲烷菌。在厭氧顆粒泥和厭氧生物膜中，從外部到內部，占優勢的菌種由產酸菌向產甲烷菌轉變。在厭氧反應系統中，必須把DO濃度和ORP控制的很低，特別是在產甲烷階段，氧化還原電位不能高于-330mV。而進水中難免會有DO的存在，但在這種生態系統的作用下，通過好氧微生物、兼性微生物、厭氧微生物之間的協同作用以及共生作用，系統的ORP很快降到甲烷菌適宜生長的范圍。這種低氧化還原電位的現象不僅存在于厭氧反應器中，甚至在曝氣池中的絮狀泥中也出現這種現象。
