酸碱性工业废水处理设备易损分析与养护措施

渊梅芳

（烟台市排水服务中心，山东烟台 264000）

随着工业化程度提高以及产业的不断完善，城市工业废水的排放量越来越大，为了在低投入获取高收入不良思想的侵蚀下，很多企业对COD或是酸性、碱性严重超标工业废水不加处理就进行随意排放，对城市生活环境带来了污染对我们的生态环境造成了严重的破坏。有毒有害物质可以直接污染水源，导致水质受到影响，出现发臭、色深等水体污染状况；
渗入到土壤和植物，造成土壤质量的降低，影响植物的生长，人类的食物安全；
进入河流、湖泊、池塘等水体，破坏水体生态系统，对鱼类等生物生存环境造成破坏，使生物失去生存空间；
对空气造成污染，对居民健康造成危害。因此现代工业废水，尤其是化学成分比较复杂的高盐混合物（6＜pH＜9）的废水必须进行中和、高盐处理，COD值满足排放要求的才能排放。

酸碱性废水主要来自造纸、制革、炼油、石油化工、化纤、钢铁、燃料等行业，进入水体会破坏自然中和作用，使水体的pH发生变化，影响水生生物的正常生长，使水体自净功能下降。废水处理时要着重处理含有各种有害物质以及土壤中的重金属盐类。在碱性废水处理后就会出现有机酸以及含无机酸。酸的质量分数有的超过5%，有的甚至不到1%。在酸碱工业废水中,除含酸的以外,常存在着酸式盐、碱式盐和其他无机物以及有机质[1-2]。所以,对于酸碱工业废水和生活工业废水,与一般的工业废水处理工艺有所不同。酸废水普遍含有无机酸如硫酸、盐酸等，有的则含有蚁酸、醋酸等有机酸，有的则兼而有之。碱性废水大多数情况下是无机碱，也有些废水含有有机碱。某些废水的含碱浓度很高，最高可达10%。废水中除含有酸、碱外还可能含有酸式盐和碱式盐以及其他的酸性或碱性的无机物和有机物等物质[3]。因为酸碱废水本身腐蚀性较强，不仅会腐蚀管渠和构筑物，直接排出到自然环境中渗入土壤，会改变土地的pH，破坏土壤的理化性质，造成土壤的酸化或碱化，影响农作物正常生长，若是经过处理，变成中性水pH处在6～9之间，就由废水变资源。

由于酸碱废水成分的复杂性，对于pH＜6或＞9的工业废水排放前的处理措施还包括调节废水的酸碱度、中和金属离子、溶解氧等处理，然后将经过处理的废水送进生物反应器中，用生物菌群对有机物质进行降解分解等处理，这些措施旨在将废水中的有害物质去除或降解，使其达到排放标准，以减少对环境和人类健康的影响，然后再进行普通废水的方式进行处理。治理酸碱废水一般原则：①高浓度酸碱废水，应优先考虑回收利用，根据水质、水量和不同工艺要求，进行厂区或地区性调度，尽量重复使用，若重复使用有困难，或浓度偏低，水量较大，可采用浓缩的方法回收酸碱；
②低浓度的酸碱废水，如酸洗槽的清洗水，碱洗槽的漂洗水，应进行中和处理。对于中和处理，应首先考虑以废治废的原则。如酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，利用废酸中和碱性废水。在没有这些条件时，可采用中和剂处理。

在处理工业废水时，需要根据废水的来源、性质和处理要求选择合适的处理工艺及设备，以达到排放标准并保护环境。工业废水采用什么设备主要取决于废水成分及采取的处理工艺，根据实际情况我国酸碱性工业废水常用的设备及工况见表1[2]。

表1 酸碱工业污水常用处理设备及工况

3.1 我国工业废水产出与处理能力

根据住建部公布的《城乡建设统计年鉴》中披露的数据如表2显示，2012—2022年，我国城市和县城污水处理能力随着处理工艺及技术的提升，处理能力逐年递增，处理能力越来越强。据2023年住房和城乡建设部发布的最新数据，2022年，我国城市污水排放量为6389707万m3，处理厂的处理能力为21606万m3/d， 处理能力为98.11%，较十年前的处理能力有了大幅的提升，这种能力的提升综合反映了我国对城市生态环保的重视，也反映出我们技术的提升对新工艺、新设备的广泛推广应用。表中目前中国工业废水处理行业的处理厂共有2894座，这些企业根据技术生成背景不同，利用不同的设备采用不同的工艺对不同的种类的工业废水进行净化处理，是我们水环保二级防线上的钢铁长城。虽然我们有那么多的处理厂，日处理量相当高，但是我们处理能力仍然满足不了产出，这些设备都处于高负荷的运行状态，昼夜不停地处于运转、监测等状态，与污水、毒水全工作周期接触。这种高强度、连续性的工作，加上在恶劣的环境下年复长久运转必然面临加速老化，损坏。一旦出现这种情况，对污水的处理能力将大幅下降，质量达标情况会受到制约。

表2 全国历年城市排水和污水处理情况

3.2 酸碱性工业废水处理设备损坏原因

根据日常工作中设备常出现的问题，分析损坏原因主要有以下几个方面[3]：

（1）长期受到废水的腐蚀与侵蚀。酸碱性工业废水含有腐蚀性和冲刷性的物质，这些物质会对设备造成腐蚀和冲刷，另一方面废水中的微生物会在设备表面形成生物膜，对设备进行长期的侵蚀，而设备的材质如果耐腐蚀和抗侵蚀性能不强，就容易发生老化甚至导致设备损坏，从而缩短设备的使用寿命。例如，一些设备如果使用普通的碳钢材料，就容易被废水中的酸碱物质腐蚀。

（2）管理维护不足。设备工作运行中不可避免地出现磨损和锈蚀，导致设备的性能下降，如转速减慢、泄漏和噪声增加等，如果设备没有得到及时的维护和保养，就容易出现故障，加速设备的老化。污水处理厂设备的管理维护对于设备寿命的延长和设备性能的保持至关重要。如果管理维护不足，设备往往难以实现正常的使用寿命。此外，缺乏规范的运维流程和维护计划，导致设备故障不能及时发现，不利于设备及时进行维护和保养，加速了设备老化。

（3）超负荷及长期运行。现实环境中，污水处理厂的设备都是昼夜不停地运转，如果设备长时间超负荷运行，就容易导致设备过载，从而加速设备的老化。不佳的运行状态会严重影响设备的使用寿命，如果运行负荷过大、负载不均衡等情况下，设备往往容易出现故障或者损坏。此外，长期运行中表面和内部结构会不可避免存在着机械磨损、侵蚀、腐蚀等现象，缺乏有效的预防和维护，设备老化的速度就会加快。

（4）设备质量问题。高品质的设备对于设备寿命的延长和设备性能的保持也起到了重要的作用。酸碱性工业废水处理设备通常需要在高温、高湿、高盐等恶劣的环境下工作，这些环境因素可能导致设备加速老化，在选择设备时，如果没有经过科学的、全面的调查和考虑选购不合适的低质量设备，会导致设备的寿命大大缩短，容易出现老化问题。

（5）污水处理工艺流程变化。随着污水处理技术的不断发展，工艺流程也在不断变化，污水处理厂为了适应新技术的发展往往需要更新设备，导致老旧设备无法兼容新工艺流程。同时，受到流量变化、水质变化等因素的影响，老化设备的处理效果可能出现下降，进而影响整个污水处理系统的处理效率。

提高酸碱性工业废水处理设备的耐腐蚀性，做好科学养护措施是保证设备长期稳定运行的关键，酸碱性工业废水处理设备通常由不锈钢、高分子材料等具有抗腐蚀性能的特殊材料制成。这些材料虽然本身已经具备一定的抗腐蚀能力，但是在成分复杂的废水作用下，其化学稳定质也很容易遭到破坏，长时间的相互作用很容易导致被腐蚀，一些受到磨损或撞击的地方更易受到破坏。一些电气产品常年在潮湿酸碱度高的环境下工作，很容易老化。因此必须根据废水的特征、环境、场地等情况采取科学的养护措施，保持设备高效有效的运行。

1）检查设备运行状态，做好事故的预防工作：重视设备的维护，制定出符合设备要求的规章制度，对设备维护进行内容的设计，要求维护和检修工作要定期进行。应定期检查设备的各个部件，特别是与废水直接接触的部件，如泵、管道、阀门等，检查这些部件是否出现腐蚀、泄漏或其他问题。采取防结露措施，如保温层、防水层等，以防止设备内部产生结露现象，减少酸碱性物质对设备的腐蚀，保证设备的正常运行。

2）定期清洗保养：设备使用过程中，应定期清洗设备内部和外部，包括污水进水口、格栅、沉淀池、曝气装置、过滤器等，清除污垢、沉淀物和其他杂质，以确保设备通畅。对设备的轴承、齿轮等运动部件进行润滑维护，减少摩擦磨损，提高设备的使用寿命。对易损件，如滤芯、阀门等，定期进行更换，保证设备的正常运行。对防腐涂层或衬里进行定期维护，以保持其完整性和有效性。如果发现涂层或衬里出现损坏或脱落，应及时进行修补或更换。

3）检查化学品投加系统，保持设备干燥：如果设备使用化学品进行污水处理，需要定期检查化学品投加系统的工作情况。确保化学品的供应充足，投加量准确，并清洁化学品投加设备。

4）保持良好的润滑冷却液，根据季节节点添加不同的油脂，对设备加以养护。并且避免污水处理设备频繁地接触污泥和污水，防止环保超市带来的锈蚀等问题，做好日常的工作，对污水处理设备加以维护，例如定期涂油。酸碱性工业废水处理设备应保持干燥，防止因潮湿而引起的腐蚀。特别是在雨季或湿度较高的环境中，要特别注意设备的防潮[4]。

5）检查气体处理系统：如果设备包括气体处理系统 （如曝气装置），需要检查气体供应、气泡产生情况以及气体管道的密封性，包括清洗气泡产生器、曝气喷嘴、曝气膜或其他曝气器部件，以去除附着的污垢和堵塞物。检查管道、管件是否完好，无运转、无排放、无滴漏、无渗漏。检查清洁频率和方法应根据具体情况和积垢程度进行调整，以确保气体传递效果良好。检查气体供应系统：定期检查气体供应系统，包括鼓风机、压缩空气系统和气体输送管道，确保其正常运行。

工业废水处理设备的防老化和日常养护是保证设备长期稳定运行的关键。酸碱性工业废水由于很强的化学腐蚀性，若不能及时有效地进行处理，会对设备造成过度破坏，对空气造成污染，若是泄漏或是不达标排放对生态环境将造成破坏，通过对设备耐腐蚀性的研究，采取相应的日常养护措施，提高设备的安全运行，可以延长设备的使用寿命，提高设备的运行效率，为企业创造更大的经济效益和社会效益。

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