[상하수도 기술사] 산화환원전위

 산화환원전위(ORP: Oxidation Reduction Potential)은 상하수도기술사 시험 120회(1교시), 113회(1교시)에 10점 문제로 출제되었다. 

 

산화와 환원이란?

  산화는 산소 결합, 전자 잃음, 환원은 산소 잃음, 전자 얻는 화학 과정이며, 산화 반응의 예를 들면 연소, 금속의 부식, 호흡 과정이 있음을 알 수 있다. 

 

산화환원전위란?

 어떤 물질이 산화되거나 환원되려는 경향의 세기를 나타내는 것으로, 그 측정은 산화환원 가역 평형상태에 있는 수용액에 부반응성 전극을 주입시켜서 발생하는 전위를 측정하는 것이다.

 어떤 물질이 전자를 잃고 산화되거나 또는 전자를 받고 환원되려는 경향의 강도를 나타내는 것으로 그 용량의 측정치가 아니다. 따라서 이것을 알면 어떤 화학반응의 내용을 예측할 수 있다. 산화환원전위의 측정은 산화환원 가역 평형상태에 있는 수용액에 부반응성 전극을 주입시켜서 발생하는 전위를 측정하는 것이다.

 

산화환원전위의 활용

  생물학적 고도처리를 하는 하수처리장의 경우 SBR, 간헐폭기공정에서 폭기 및 비폭기 시간 결정에 유용하게 활용하며, 특히 고도처리 시 생물반응조 계측센서로 활용가능성이 증대되고 있다. 

 

산화환원 전위(Nernst식): 25℃ 기준

여기서, E0 : 표준상태의 전위(V), [OX] : 산화제 Mol 농도, [Red] : 환원제 Mol 농도, n: 반응 중에 이동한 전자의 Mol 수

 

 결  론

 산화환원전위는 미생물의 유기물 분해 시 배출되는 산화환원효소의 증감을 직접 측정하기 때문에 하수 또는 슬러지의 처리에 활용되며, 하수처리 공법별 적정 운전 목표에 맞는 산화환원전위의 범위 설정하여 공정관리에 효율을 기할 수 있다.