屠宰場污水除臭設備使用中氧化膜影響探析

 

摘要： 本文深入探討屠宰場污水除臭設備在運行過程中氧化膜的形成機制、影響因素，詳細分析其對設備性能多方面的影響，并提出了相應的應對策略與***化建議，旨在提升污水除臭設備的運行效率與穩(wěn)定性，減少異味排放，保障周邊環(huán)境質量。

 

 一、引言

隨著肉類加工產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，屠宰場產(chǎn)生的污水量日益龐***，其散發(fā)的惡臭氣味不僅嚴重影響周邊居民的生活質量，還對***氣環(huán)境造成污染。為解決這一問題，各類污水除臭設備被廣泛應用于屠宰場。然而，在實際運行過程中，設備內部形成的氧化膜卻給除臭工作帶來了諸多挑戰(zhàn)，深入探究其影響對于***化設備運行、提高除臭效果具有重要意義。

 

 二、屠宰場污水除臭設備概述

屠宰場污水成分復雜，富含蛋白質、脂肪、血污、糞便等有機物，在水中微生物的作用下，極易腐敗變質產(chǎn)生***量惡臭氣體，主要成分包括氨氣（NH?）、硫化氫（H?S）、甲硫醇、揮發(fā)性脂肪酸等。常見的污水除臭設備有生物濾池、化學洗滌塔、活性炭吸附裝置以及光催化氧化設備等。

 

生物濾池利用微生物的代謝作用將惡臭物質降解為無害物質，具有處理效率高、運行成本相對較低等***點，但對環(huán)境條件要求較為苛刻，受溫度、濕度、酸堿度影響較***?；瘜W洗滌塔則通過化學藥劑與惡臭氣體發(fā)生化學反應進行吸收去除，針對性強，但藥劑消耗成本較高，且可能產(chǎn)生二次污染。活性炭吸附裝置依靠活性炭的強***比表面積吸附惡臭分子，吸附效果***，不過活性炭易飽和，需要定期更換或再生。光催化氧化設備利用光催化劑在光照條件下產(chǎn)生的強氧化性自由基分解惡臭物質，無二次污染，但設備投資較***，對光源要求高。

 

 三、氧化膜的形成機制

在污水除臭設備的運行過程中，氧化膜的形成是一個復雜的物理化學過程。以金屬材質部件為例，當設備與污水中的腐蝕性介質接觸時，金屬表面會發(fā)生電化學反應。例如，在含有溶解氧的污水環(huán)境中，鐵金屬陽極發(fā)生氧化反應：Fe - 2e? → Fe²?，釋放出電子，而陰極則發(fā)生氧氣的還原反應：O? + 2H?O + 4e? → 4OH?。生成的 Fe²?進一步與水中的氫氧根離子結合形成氫氧化亞鐵[Fe(OH)?]，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被水中的氧氣氧化為氫氧化鐵[Fe(OH)?]，這些鐵的氧化物逐漸在金屬表面沉積，形成一層疏松多孔的氧化膜。

 

對于一些采用光催化氧化技術的除臭設備，光催化劑在長期使用過程中，由于受到污水中雜質、微生物代謝產(chǎn)物等的影響，其表面活性位點會被逐漸占據(jù)，導致催化劑的活性下降，形成一種類似“鈍化”的氧化膜。這種氧化膜阻礙了光生載流子的遷移與分離，降低了光催化氧化反應的效率。

 四、影響氧化膜形成的因素

 

 （一）污水成分

1. 酸堿度（pH 值）

污水的 pH 值對氧化膜的形成起著關鍵作用。在酸性較強的污水中，氫離子濃度較高，會加速金屬的腐蝕過程，促進金屬氧化物的溶解，使得氧化膜難以穩(wěn)定形成或形成的氧化膜較為疏松薄弱。而在堿性環(huán)境下，金屬表面更容易生成致密的氫氧化物氧化膜，如鋁在堿性溶液中生成的氧化鋁膜，相對更加穩(wěn)定，能夠在一定程度上阻止金屬進一步腐蝕，但也可能影響設備與其他處理環(huán)節(jié)的兼容性。

2. 鹽分含量

較高的鹽分含量會改變污水的電導率，加速金屬的電化學腐蝕過程。以氯化鈉為例，氯離子能夠穿透金屬表面的氧化膜，破壞其致密性，形成孔隙，使內部的金屬繼續(xù)與外界介質發(fā)生反應，導致氧化膜不斷修復與破壞的動態(tài)過程，加速了設備的腐蝕速率，同時也影響了氧化膜的穩(wěn)定性和保護性能。

3. 有機物濃度

污水中高濃度的有機物為微生物的滋生提供了豐富的養(yǎng)分。微生物在設備表面附著生長，其代謝產(chǎn)物可能會與金屬表面發(fā)生相互作用，一方面改變了金屬表面的化學環(huán)境，影響氧化膜的形成；另一方面，微生物分泌的酸性或堿性物質會加速金屬的腐蝕，間接影響氧化膜的生成與***性。例如，一些異養(yǎng)菌在分解有機物過程中產(chǎn)生的有機酸，會降低局部環(huán)境的 pH 值，促進金屬的腐蝕與氧化膜的溶解。

 

 （二）設備材質

1. 金屬材料

不同種類的金屬材料在相同的污水環(huán)境下，其氧化膜的形成能力與性質差異顯著。例如，不銹鋼中含有鉻元素，在氧化過程中能夠形成一層致密的鉻氧化物（Cr?O?）為主的氧化膜，這層氧化膜具有******的耐腐蝕性，能夠有效保護金屬基體。而普通碳鋼在相同條件下形成的氧化鐵膜相對較疏松，防護性能較弱。此外，金屬合金中各元素的比例也會影響氧化膜的質量與穩(wěn)定性，合理的合金配方能夠***化氧化膜的結構，提高設備的抗腐蝕能力。

2. 非金屬材料

對于采用塑料、玻璃鋼等非金屬材料的除臭設備部件，雖然不會像金屬那樣發(fā)生典型的電化學腐蝕形成金屬氧化物膜，但在長期的污水浸泡與紫外線照射等條件下，材料表面會發(fā)生老化、降解等現(xiàn)象，形成一層類似于“氧化”的劣化層。這層劣化層會影響設備的性能，如降低塑料部件的強度、韌性，增加表面的粗糙度，進而影響污水的流動***性與處理效果，同時也為微生物的附著提供了更有利的條件。

 

 （三）運行參數(shù)

1. 溫度

溫度升高會加速化學反應速率，在污水除臭設備中，一方面會促進污水中有害物質的揮發(fā)與擴散，增加設備處理負荷；另一方面，會加快金屬的腐蝕速度，使得氧化膜形成的頻率增加，但高溫下形成的氧化膜可能結構疏松、結晶度低，防護性能不佳。例如，在一些生物濾池中，適宜微生物生長的溫度范圍一般在 20 - 35℃，當溫度超出此范圍過高時，不僅會影響微生物的活性，還會加速設備材質的老化與腐蝕，導致氧化膜問題加劇。

2. 流速與停留時間

污水在設備內的流速影響著物質傳遞與反應效率。流速過快時，污水中的腐蝕性物質與設備表面的接觸時間縮短，不利于氧化膜的穩(wěn)定形成，但同時高速水流可能會對已形成的氧化膜產(chǎn)生沖刷力，導致氧化膜脫落；而流速過慢，污水在設備內停留時間過長，會加重設備的腐蝕程度，使氧化膜不斷更新且厚度增加，可能會堵塞設備的過水通道或影響其他處理功能。例如在化學洗滌塔中，合適的污水流速能夠保證化學藥劑與惡臭氣體充分接觸反應，同時避免對設備內壁氧化膜的過度沖刷與破壞。

 

 五、氧化膜對設備性能的影響

 

 （一）除臭效果

1. 氣體吸收與反應受阻

在化學洗滌塔等設備中，氧化膜的形成會改變設備內壁的表面性質，使其變得粗糙或產(chǎn)生孔隙。這會導致化學藥劑在設備表面的分布不均勻，影響藥劑與惡臭氣體的有效接觸面積，降低氣體吸收效率。例如，原本光滑的設備內壁能夠使藥液形成均勻的液膜，與惡臭氣體充分反應，而氧化膜的存在可能使液膜出現(xiàn)破損或不連續(xù)，部分惡臭氣體無法及時被吸收去除，從而降低除臭效果。

2. 催化劑活性下降

對于光催化氧化設備，氧化膜覆蓋在光催化劑表面，阻礙了光線的照射與吸收，減少了光生載流子的生成數(shù)量。同時，氧化膜占據(jù)了催化劑的活性位點，使得惡臭物質分子難以在催化劑表面吸附與活化，******降低了光催化氧化反應的速率與效率，導致除臭效果變差，排放氣體中異味成分濃度難以達到預期標準。

 

 （二）設備壽命

1. 腐蝕加劇

氧化膜雖然在一定程度上是對設備金屬基體的一種防護，但不穩(wěn)定的氧化膜或頻繁更新的氧化膜會導致設備處于不斷的腐蝕與修復過程中。例如，疏松多孔的氧化鐵膜不能有效隔離金屬與腐蝕介質，反而會加速金屬的進一步腐蝕，使設備壁厚逐漸減薄，強度下降，出現(xiàn)泄漏、穿孔等損壞現(xiàn)象，縮短設備的使用壽命。對于一些關鍵部件的腐蝕損壞，還可能導致整個除臭系統(tǒng)癱瘓，需要進行***規(guī)模的維修或更換設備。

2. 部件更換頻繁

由于氧化膜的影響，設備的一些易損部件如濾網(wǎng)、填料、噴嘴等的損壞速度加快。在生物濾池中，濾料表面的氧化膜可能會堵塞濾料孔隙，影響通風與微生物的生長環(huán)境，導致濾料使用壽命縮短，需要提前更換。這不僅增加了設備運行成本，還因設備停機更換部件而影響污水處理的連續(xù)性與除臭效果的穩(wěn)定性。

 

 （三）運行成本

1. 能耗增加

氧化膜的存在會改變設備內部的流體力學***性與傳熱性能。在污水循環(huán)系統(tǒng)或氣體輸送系統(tǒng)中，粗糙的氧化膜表面會增加流體的阻力，導致水泵、風機等設備的能耗升高。例如，在活性炭吸附裝置中，活性炭表面的氧化膜會使氣體通過時的壓降增***，風機需要消耗更多的能量來維持氣體的流量與流速，從而增加了設備的運行電費支出。

2. 維護成本上升

為了維持設備的正常運行，針對氧化膜問題需要采取一系列的維護措施，如定期清洗設備、更換受損部件、添加防腐藥劑等。這些維護操作不僅需要投入***量的人力、物力，還會增加設備的停機時間，減少污水處理量與除臭設備的運行效率。此外，一些***殊的清洗藥劑或防腐材料的成本較高，進一步加重了設備的運行成本負擔。

 

 六、應對氧化膜影響的策略與建議

 

 （一）***化設備材質選擇

根據(jù)屠宰場污水的***點與除臭設備的運行要求，綜合考慮材料的耐腐蝕性、機械性能與成本等因素，選擇合適的設備材質。對于關鍵部件如與污水直接接觸的反應器內壁、管道等，***先選用耐腐蝕性強的不銹鋼合金材料，并確保其含有適量的鉻、鎳等合金元素，以形成穩(wěn)定致密的氧化膜。對于一些非金屬部件，可選用耐老化、耐污水腐蝕性能更***的新型塑料或復合材料，如聚四氟乙烯（PTFE）涂層材料、玻璃鋼纖維增強塑料等，減少材料表面劣化層的形成。

 

 （二）控制污水水質

1. 預處理強化

在污水進入除臭設備之前，加強預處理環(huán)節(jié)，通過格柵、沉淀、調節(jié) pH 值等方法，去除污水中的***顆粒雜質、懸浮物與部分有機物，降低污水的腐蝕性與污染物負荷。例如，設置細格柵可以攔截污水中的毛發(fā)、碎骨等雜物，防止其進入設備后劃傷設備表面或堵塞過水通道；調節(jié)污水 pH 值至中性或弱堿性范圍，有助于減緩金屬設備的腐蝕速度，促進穩(wěn)定氧化膜的形成。

2. 水質監(jiān)測與調控

建立實時的污水水質監(jiān)測系統(tǒng)，對污水的 pH 值、鹽分含量、有機物濃度等關鍵指標進行在線監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結果及時調整污水處理工藝參數(shù)或添加相應的水質調節(jié)藥劑。例如，當發(fā)現(xiàn)污水 pH 值過低時，自動投加堿性物質進行中和；當有機物濃度過高時，增加曝氣量或延長污水的預處理時間，確保進入除臭設備的污水水質穩(wěn)定在適宜的范圍內，減少氧化膜形成的不利因素。

 

 （三）***化設備運行參數(shù)

1. 溫度控制

根據(jù)不同的除臭設備類型與處理要求，合理控制設備的運行溫度。對于生物濾池等依賴微生物作用的設備，通過安裝溫度調節(jié)裝置，如加熱器、冷卻器或保溫設施等，將污水溫度控制在微生物適宜生長繁殖的范圍內，一般保持在 20 - 35℃之間，避免溫度過高或過低對設備材質與微生物活性產(chǎn)生不***影響，減少因溫度波動導致的氧化膜異常形成與設備腐蝕加劇問題。

2. 流速與停留時間***化

通過對設備的水力計算與模型試驗，確定***的污水流速與停留時間。在保證除臭效果的前提下，使污水在設備內的流速適中，既能保證物質的******混合與反應，又能有效減少對設備表面氧化膜的沖刷破壞。例如，在化學洗滌塔中，根據(jù)塔內填料的***性與化學反應動力學原理，調整污水噴淋密度與氣流速度，使藥液與惡臭氣體在塔內有足夠的接觸時間與充分的反應空間，同時避免因流速過高而加速設備內壁氧化膜的脫落與腐蝕。

 

 （四）定期維護與保養(yǎng)

1. 清洗與除垢

制定詳細的設備清洗計劃，定期對除臭設備進行清洗，去除設備表面的污垢、氧化膜與微生物滋生物。對于不同類型的設備，采用合適的清洗方法與清洗藥劑。例如，對于金屬設備表面的氧化膜與銹垢，可以采用酸性或堿性清洗劑進行化學清洗，但要注意清洗后的中和與鈍化處理，防止金屬表面再次腐蝕；對于生物濾池的濾料，采用清水沖洗或生物酶清洗劑進行清洗，恢復濾料的透氣性與微生物活性。

2. 防腐處理

在設備清洗后或日常運行過程中，對設備表面進行防腐處理，如涂覆防腐涂料、添加緩蝕劑等。防腐涂料能夠形成一層物理屏障，隔***設備與污水的直接接觸，防止氧化膜的形成與金屬腐蝕；緩蝕劑則通過改變污水中的化學環(huán)境，抑制金屬的電化學腐蝕過程，延長設備的使用壽命。例如，在循環(huán)水系統(tǒng)中添加鉬酸鈉、鎢酸鈉等緩蝕劑，能夠在金屬表面形成一層保護膜，有效減緩金屬的腐蝕速度。

 

 七、結論

屠宰場污水除臭設備在使用過程中形成的氧化膜是一個不容忽視的問題，它受到污水成分、設備材質、運行參數(shù)等多種因素的綜合影響，并對設備的除臭效果、壽命與運行成本產(chǎn)生諸多不利影響。通過***化設備材質選擇、控制污水水質、合理調整運行參數(shù)以及加強定期維護與保養(yǎng)等措施，可以有效減輕氧化膜帶來的負面影響，提高污水除臭設備的運行穩(wěn)定性與可靠性，確保屠宰場污水除臭工作的高效進行，實現(xiàn)環(huán)境保護與經(jīng)濟效益的雙贏。在未來的研究與發(fā)展中，還應進一步探索更加先進的材料技術與工藝控制方法，以更***地應對氧化膜問題及其他相關挑戰(zhàn)，為屠宰場污水除臭***域提供更***質的解決方案。