摘要：科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展為化工類企業(yè)的污水處理提供了新的發(fā)展契機(jī)。為了更好地對(duì)化工企業(yè)的廢污水進(jìn)精細(xì)化管理，部分企業(yè)使用氧化還原電位來對(duì)廢污水處理進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。反滲透膜作為廢污水的重要過濾材質(zhì)之一，不同的氧化還原電位會(huì)對(duì)反滲透膜產(chǎn)生不同程度地影響，鑒于此，本文主要對(duì)氧化還原電位對(duì)反滲透膜的影響進(jìn)行分析和闡述。

一、氧化還原電位的測(cè)量原理

氧化還原電位，英文全稱為Oxidation-Reduction Potential，ORP。是衡量個(gè)體綜合氧化還原能力的重要指標(biāo)。

從化學(xué)角度進(jìn)行分析，氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)就是化合物電子之間的轉(zhuǎn)移。一般情況下，如果某物質(zhì)的電子接受能力較強(qiáng)，則說明其氧化性較強(qiáng)。在化學(xué)領(lǐng)域?qū)⑦@類物質(zhì)統(tǒng)稱為氧化劑。如果該物質(zhì)的給出電子能力較強(qiáng)，則稱該物質(zhì)具有較強(qiáng)的還原能力，同理也可以將其稱為還原劑。借助氧化還原電位來衡量物質(zhì)的接收電子能力時(shí)，一般都會(huì)需要先對(duì)其ORP進(jìn)行測(cè)定，然后對(duì)該物質(zhì)構(gòu)成的電極與參比電極的電位差進(jìn)行判斷和分析。舉例來說，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位為0，在消除液接電位的情況下，氧化還原電位和標(biāo)準(zhǔn)的氫電極電位之間會(huì)存在一個(gè)峰差數(shù)值，化學(xué)領(lǐng)域?qū)⒃摬钪到y(tǒng)一稱為ORP值。一般情況下，都會(huì)利用ORP儀來測(cè)量該差值。制作OPR測(cè)量電極的過程中，需要利用到一種可以用于電子交換且不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。在測(cè)量技術(shù)發(fā)展的前期階段，往往會(huì)使用鉑和金等惰性金屬來進(jìn)行電位測(cè)量。

其測(cè)量過程如下所示：首先，需要將鉑或金電極沒入到測(cè)量溶液中，此時(shí)溶液會(huì)和電極的表面產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。其次，當(dāng)電子轉(zhuǎn)移平衡后，需要對(duì)此時(shí)的電位進(jìn)行測(cè)量，然后在將其和氫標(biāo)準(zhǔn)電極的電位進(jìn)行比較。最后獲取到相應(yīng)的電位差。由于鉑、金等金屬比較昂貴，為了節(jié)約測(cè)量成本目前多采用甘汞電極和銀-氯化銀電極進(jìn)行測(cè)量。

二、氧化還原電位對(duì)反滲透膜的影響評(píng)測(cè)

反滲透膜主要由一定數(shù)量的聚砜顆粒以及N-二甲基甲酰胺制成。為了更好地研究氧化還原電位對(duì)反滲透膜的影響，技術(shù)人員需要將反滲透膜放置于氧化還原電位不同的溶液之中，并在規(guī)定的檢測(cè)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。

（一）將反滲透膜放置于氧化還原電位較低的溶液之中

為了檢驗(yàn)反滲透膜在氧化還原電位較高溶液中的性質(zhì)和表征，技術(shù)人員需要截取適量的反滲透膜，然后將其放置于添加抗氧化劑和還原劑的溶液之中。通過實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)反滲透膜進(jìn)入溶液后，滲透膜的表面電性雖然一開始比較低，呈現(xiàn)負(fù)電性特征，但是在一段時(shí)間后，根據(jù)zeta電位的數(shù)值的變化情況可知，將反滲透膜置入氧化還原電位較低的溶液后，其膜面的電位數(shù)值呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì)，且隨著浸泡時(shí)間的增加，電位數(shù)值的降幅也在增加。通過分析可知的，導(dǎo)致電位降低的主要原因在于膜面的帶電基團(tuán)的電離度有所下降。此外，溶液對(duì)反滲透膜的浸潤(rùn)能力也會(huì)對(duì)電位數(shù)值高低產(chǎn)生一定影響。

（二）將反滲透膜置于氧化還原電位較高的溶液之中

為了更好地檢驗(yàn)不同程度的氧化還原電位對(duì)反滲透膜表征的影響，可以將反滲透膜置于氧化還原電位較高的溶液之中。比如可以將反滲透膜放置于濃度為5%的次氯酸溶液之中進(jìn)行檢驗(yàn)。

通過實(shí)驗(yàn)可知，在反滲透膜浸入次氯酸鈉溶液后的六小時(shí)內(nèi)，滲透膜表面的電位數(shù)值由最初的-15.3mV增大至-64.7mV。數(shù)倍的電位數(shù)值上升表明氧化劑和反滲透膜發(fā)生了一定程度的化學(xué)反應(yīng)，但是這類反應(yīng)并不是單調(diào)的，而是一種相對(duì)復(fù)雜的反應(yīng)。通過最后的檢驗(yàn)可知，在最初的六小時(shí)內(nèi)，次氯酸溶液可以有效清除反滲透膜表面殘留的氨基以及部分還原性基團(tuán)氧化成荷負(fù)電的離子。但是如果將反滲透膜長(zhǎng)期浸入氧化還原電位較高的溶液，可能會(huì)導(dǎo)致反滲透膜中的聚酰胺層在強(qiáng)氧化環(huán)境化學(xué)鍵斷裂。由此可知，如果想要提高反滲透膜的質(zhì)量，一定要嚴(yán)格控制水中的氧化物含量。

（三）將反滲透膜置于氧化還原電位一般的溶液之中

為了檢驗(yàn)反滲透膜在普通溶液中的特征，技術(shù)人員還可以將反滲透膜置于甲醇、乙醇等氧化還原電位一般的溶液之中，然后檢驗(yàn)此類溶液對(duì)反滲透膜的影響。通過實(shí)驗(yàn)可知，在反滲透溶液被浸入甲醇和乙醇值之后，其膜片的通量隨著浸泡時(shí)間的增加逐漸減弱。但是將反滲透膜浸入異丙醇溶液后，其膜片的通量不升反降。由此可以推斷，當(dāng)反滲透膜被浸入乙醇和甲醇溶液后，其表面電位減弱，從而導(dǎo)致反滲透膜的親水性降低，由此導(dǎo)致膜片的通量降低。此外，經(jīng)過醇類溶液處理后，反滲透膜的脫鹽率也有所變化，據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，經(jīng)過醇類溶液處理后的反滲透膜，其脫鹽率和初始值相比有所減弱。其中經(jīng)過甲醇溶液處理的反滲透膜脫鹽率變化數(shù)值最大。在同等的處理時(shí)間內(nèi)，甲醇處理反滲透膜的脫鹽率數(shù)值降幅高達(dá)1.36%，而相應(yīng)乙醇和異丙醇分別為0.57%和0.28%。

同時(shí)，還對(duì)其他醇類溶液對(duì)反滲透膜的性能的影響進(jìn)行了分析。技術(shù)人員采用純乙二醇和濃度為50%乙二醇水溶液來進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果可知，以上兩種溶液都可以在一定程度上提高反滲透膜的通量，且濃度較低的乙二醇溶液還可以大幅提高反滲透膜的脫鹽率。

三、總結(jié)

通過大量的實(shí)驗(yàn)分析可得出以下結(jié)論：第一，氧化還原電位數(shù)值較低的溶液可以有效弱化反滲透膜表面的zeta電位，電位數(shù)值的變化情況隨著處理時(shí)間的增加不斷變化。

第二，氧化還原電位較高的溶液如次氯酸溶液，可以大幅提高反滲透膜表面的電位，電位的數(shù)值高低和氧化時(shí)間有關(guān)，呈先上升后減弱態(tài)勢(shì)。在前期處理的6個(gè)小時(shí)以內(nèi)，電位數(shù)值達(dá)到頂峰。

第三，醇類物質(zhì)可以大幅減弱反滲透膜的通量，但是異丙醇不同，異丙醇溶液可以提升反滲透膜的通量。

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