酸堿性工業廢水處理設備易損分析與養護措施

淵梅芳

（煙臺市排水服務中心，山東煙臺 264000）

隨著工業化程度提高以及產業的不斷完善，城市工業廢水的排放量越來越大，為了在低投入獲取高收入不良思想的侵蝕下，很多企業對COD或是酸性、堿性嚴重超標工業廢水不加處理就進行隨意排放，對城市生活環境帶來了污染對我們的生態環境造成了嚴重的破壞。有毒有害物質可以直接污染水源，導致水質受到影響，出現發臭、色深等水體污染狀況；滲入到土壤和植物，造成土壤質量的降低，影響植物的生長，人類的食物安全；進入河流、湖泊、池塘等水體，破壞水體生態系統，對魚類等生物生存環境造成破壞，使生物失去生存空間；對空氣造成污染，對居民健康造成危害。因此現代工業廢水，尤其是化學成分比較復雜的高鹽混合物（6＜pH＜9）的廢水必須進行中和、高鹽處理，COD值滿足排放要求的才能排放。

1 酸堿性工業廢水的特征與處理原則

酸堿性廢水主要來自造紙、制革、煉油、石油化工、化纖、鋼鐵、燃料等行業，進入水體會破壞自然中和作用，使水體的pH發生變化，影響水生生物的正常生長，使水體自凈功能下降。廢水處理時要著重處理含有各種有害物質以及土壤中的重金屬鹽類。在堿性廢水處理后就會出現有機酸以及含無機酸。酸的質量分數有的超過5%，有的甚至不到1%。在酸堿工業廢水中,除含酸的以外,常存在著酸式鹽、堿式鹽和其他無機物以及有機質[1-2]。所以,對于酸堿工業廢水和生活工業廢水,與一般的工業廢水處理工藝有所不同。酸廢水普遍含有無機酸如硫酸、鹽酸等，有的則含有蟻酸、醋酸等有機酸，有的則兼而有之。堿性廢水大多數情況下是無機堿，也有些廢水含有有機堿。某些廢水的含堿濃度很高，最高可達10%。廢水中除含有酸、堿外還可能含有酸式鹽和堿式鹽以及其他的酸性或堿性的無機物和有機物等物質[3]。因為酸堿廢水本身腐蝕性較強，不僅會腐蝕管渠和構筑物，直接排出到自然環境中滲入土壤，會改變土地的pH，破壞土壤的理化性質，造成土壤的酸化或堿化，影響農作物正常生長，若是經過處理，變成中性水pH處在6～9之間，就由廢水變資源。

由于酸堿廢水成分的復雜性，對于pH＜6或＞9的工業廢水排放前的處理措施還包括調節廢水的酸堿度、中和金屬離子、溶解氧等處理，然后將經過處理的廢水送進生物反應器中，用生物菌群對有機物質進行降解分解等處理，這些措施旨在將廢水中的有害物質去除或降解，使其達到排放標準，以減少對環境和人類健康的影響，然后再進行普通廢水的方式進行處理。治理酸堿廢水一般原則：①高濃度酸堿廢水，應優先考慮回收利用，根據水質、水量和不同工藝要求，進行廠區或地區性調度，盡量重復使用，若重復使用有困難，或濃度偏低，水量較大，可采用濃縮的方法回收酸堿；②低濃度的酸堿廢水，如酸洗槽的清洗水，堿洗槽的漂洗水，應進行中和處理。對于中和處理，應首先考慮以廢治廢的原則。如酸、堿廢水相互中和或利用廢堿(渣)中和酸性廢水，利用廢酸中和堿性廢水。在沒有這些條件時，可采用中和劑處理。

2 酸堿性工業廢水處理常用設備

在處理工業廢水時，需要根據廢水的來源、性質和處理要求選擇合適的處理工藝及設備，以達到排放標準并保護環境。工業廢水采用什么設備主要取決于廢水成分及采取的處理工藝，根據實際情況我國酸堿性工業廢水常用的設備及工況見表1[2]。

表1 酸堿工業污水常用處理設備及工況

3 酸堿性工業廢水處理設備受損分析

3.1 我國工業廢水產出與處理能力

根據住建部公布的《城鄉建設統計年鑒》中披露的數據如表2顯示，2012—2022年，我國城市和縣城污水處理能力隨著處理工藝及技術的提升，處理能力逐年遞增，處理能力越來越強。據2023年住房和城鄉建設部發布的最新數據，2022年，我國城市污水排放量為6389707萬m3，處理廠的處理能力為21606萬m3/d， 處理能力為98.11%，較十年前的處理能力有了大幅的提升，這種能力的提升綜合反映了我國對城市生態環保的重視，也反映出我們技術的提升對新工藝、新設備的廣泛推廣應用。表中目前中國工業廢水處理行業的處理廠共有2894座，這些企業根據技術生成背景不同，利用不同的設備采用不同的工藝對不同的種類的工業廢水進行凈化處理，是我們水環保二級防線上的鋼鐵長城。雖然我們有那么多的處理廠，日處理量相當高，但是我們處理能力仍然滿足不了產出，這些設備都處于高負荷的運行狀態，晝夜不停地處于運轉、監測等狀態，與污水、毒水全工作周期接觸。這種高強度、連續性的工作，加上在惡劣的環境下年復長久運轉必然面臨加速老化，損壞。一旦出現這種情況，對污水的處理能力將大幅下降，質量達標情況會受到制約。

表2 全國歷年城市排水和污水處理情況

3.2 酸堿性工業廢水處理設備損壞原因

根據日常工作中設備常出現的問題，分析損壞原因主要有以下幾個方面[3]：

（1）長期受到廢水的腐蝕與侵蝕。酸堿性工業廢水含有腐蝕性和沖刷性的物質，這些物質會對設備造成腐蝕和沖刷，另一方面廢水中的微生物會在設備表面形成生物膜，對設備進行長期的侵蝕，而設備的材質如果耐腐蝕和抗侵蝕性能不強，就容易發生老化甚至導致設備損壞，從而縮短設備的使用壽命。例如，一些設備如果使用普通的碳鋼材料，就容易被廢水中的酸堿物質腐蝕。

（2）管理維護不足。設備工作運行中不可避免地出現磨損和銹蝕，導致設備的性能下降，如轉速減慢、泄漏和噪聲增加等，如果設備沒有得到及時的維護和保養，就容易出現故障，加速設備的老化。污水處理廠設備的管理維護對于設備壽命的延長和設備性能的保持至關重要。如果管理維護不足，設備往往難以實現正常的使用壽命。此外，缺乏規范的運維流程和維護計劃，導致設備故障不能及時發現，不利于設備及時進行維護和保養，加速了設備老化。

（3）超負荷及長期運行。現實環境中，污水處理廠的設備都是晝夜不停地運轉，如果設備長時間超負荷運行，就容易導致設備過載，從而加速設備的老化。不佳的運行狀態會嚴重影響設備的使用壽命，如果運行負荷過大、負載不均衡等情況下，設備往往容易出現故障或者損壞。此外，長期運行中表面和內部結構會不可避免存在著機械磨損、侵蝕、腐蝕等現象，缺乏有效的預防和維護，設備老化的速度就會加快。

（4）設備質量問題。高品質的設備對于設備壽命的延長和設備性能的保持也起到了重要的作用。酸堿性工業廢水處理設備通常需要在高溫、高濕、高鹽等惡劣的環境下工作，這些環境因素可能導致設備加速老化，在選擇設備時，如果沒有經過科學的、全面的調查和考慮選購不合適的低質量設備，會導致設備的壽命大大縮短，容易出現老化問題。

（5）污水處理工藝流程變化。隨著污水處理技術的不斷發展，工藝流程也在不斷變化，污水處理廠為了適應新技術的發展往往需要更新設備，導致老舊設備無法兼容新工藝流程。同時，受到流量變化、水質變化等因素的影響，老化設備的處理效果可能出現下降，進而影響整個污水處理系統的處理效率。

4 酸堿性工業廢水處理設備的養護措施

提高酸堿性工業廢水處理設備的耐腐蝕性，做好科學養護措施是保證設備長期穩定運行的關鍵，酸堿性工業廢水處理設備通常由不銹鋼、高分子材料等具有抗腐蝕性能的特殊材料制成。這些材料雖然本身已經具備一定的抗腐蝕能力，但是在成分復雜的廢水作用下，其化學穩定質也很容易遭到破壞，長時間的相互作用很容易導致被腐蝕，一些受到磨損或撞擊的地方更易受到破壞。一些電氣產品常年在潮濕酸堿度高的環境下工作，很容易老化。因此必須根據廢水的特征、環境、場地等情況采取科學的養護措施，保持設備高效有效的運行。

1）檢查設備運行狀態，做好事故的預防工作：重視設備的維護，制定出符合設備要求的規章制度，對設備維護進行內容的設計，要求維護和檢修工作要定期進行。應定期檢查設備的各個部件，特別是與廢水直接接觸的部件，如泵、管道、閥門等，檢查這些部件是否出現腐蝕、泄漏或其他問題。采取防結露措施，如保溫層、防水層等，以防止設備內部產生結露現象，減少酸堿性物質對設備的腐蝕，保證設備的正常運行。

2）定期清洗保養：設備使用過程中，應定期清洗設備內部和外部，包括污水進水口、格柵、沉淀池、曝氣裝置、過濾器等，清除污垢、沉淀物和其他雜質，以確保設備通暢。對設備的軸承、齒輪等運動部件進行潤滑維護，減少摩擦磨損，提高設備的使用壽命。對易損件，如濾芯、閥門等，定期進行更換，保證設備的正常運行。對防腐涂層或襯里進行定期維護，以保持其完整性和有效性。如果發現涂層或襯里出現損壞或脫落，應及時進行修補或更換。

3）檢查化學品投加系統，保持設備干燥：如果設備使用化學品進行污水處理，需要定期檢查化學品投加系統的工作情況。確保化學品的供應充足，投加量準確，并清潔化學品投加設備。

4）保持良好的潤滑冷卻液，根據季節節點添加不同的油脂，對設備加以養護。并且避免污水處理設備頻繁地接觸污泥和污水，防止環保超市帶來的銹蝕等問題，做好日常的工作，對污水處理設備加以維護，例如定期涂油。酸堿性工業廢水處理設備應保持干燥，防止因潮濕而引起的腐蝕。特別是在雨季或濕度較高的環境中，要特別注意設備的防潮[4]。

5）檢查氣體處理系統：如果設備包括氣體處理系統 （如曝氣裝置），需要檢查氣體供應、氣泡產生情況以及氣體管道的密封性，包括清洗氣泡產生器、曝氣噴嘴、曝氣膜或其他曝氣器部件，以去除附著的污垢和堵塞物。檢查管道、管件是否完好，無運轉、無排放、無滴漏、無滲漏。檢查清潔頻率和方法應根據具體情況和積垢程度進行調整，以確保氣體傳遞效果良好。檢查氣體供應系統：定期檢查氣體供應系統，包括鼓風機、壓縮空氣系統和氣體輸送管道，確保其正常運行。

5 結語

工業廢水處理設備的防老化和日常養護是保證設備長期穩定運行的關鍵。酸堿性工業廢水由于很強的化學腐蝕性，若不能及時有效地進行處理，會對設備造成過度破壞，對空氣造成污染，若是泄漏或是不達標排放對生態環境將造成破壞，通過對設備耐腐蝕性的研究，采取相應的日常養護措施，提高設備的安全運行，可以延長設備的使用壽命，提高設備的運行效率，為企業創造更大的經濟效益和社會效益。