污水處理工程中腐蝕原因及防腐涂料的應(yīng)用
隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)的迅速發(fā)展,每天要排出大量的污水。根據(jù)污水的來源,可將污水分為生活污水和工業(yè)廢水。工業(yè)廢水排出量大且集中,涉及石化、電力、冶金、釀造、造紙、電鍍、造紙、屠宰、印刷等各種行業(yè),腐蝕介質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜。包括有機、無機的多種酸、堿、鹽和細菌微生物等。由于有害介質(zhì)含量高,一般需經(jīng)預(yù)處理,使污水中的懸浮物、PH 值、硫化物、有機磷及揮發(fā)性物質(zhì)的含量達到國家規(guī)定的排放標準再排入污水系統(tǒng);而生活污水一般可直接排入污水系統(tǒng)進行處理。

一、污水處理設(shè)施的腐蝕原因
影響污水設(shè)施腐蝕的因素很多,既有環(huán)境的影響,又有設(shè)施自身的結(jié)構(gòu)和材料的影響。其中,環(huán)境的影響包括污水的種類、成份、溫度以及所處自然環(huán)境的變化等。與此同時,不同的污水處理工藝,所適用的制造設(shè)施的材質(zhì)是各不相同的,其中包括混凝土、碳鋼、玻璃鋼、工程型料等等。這里,我們主要討論污水設(shè)施中最常見的混凝土的腐蝕問題。 混凝土的腐蝕是按其在使用過程中,由于外部侵蝕性介質(zhì)的作用,受到損壞而失去其使用價值?;炷帘砻婢哂惺杷伞⒋植?、多孔及呈微裂的特點。氣孔率達 30%,貫通孔隙率 3%~14%,使得污水極易滲透,產(chǎn)生腐蝕?;炷恋母g是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程,污水中含有大量無機物和有機物,同時也是微生物的營養(yǎng)源。它們對混凝土有極強的腐蝕性,同時溫度、酸、堿度、液體流速、干濕交替變化、冷熱交變、凍融作用等均可加劇腐蝕。
二、化學(xué)腐蝕
工業(yè)污水成份復(fù)雜,含有酸、堿、鹽、硫化物、油類、各種溶劑、微生物等,PH 值不確定,在 2.0~10.0 之間,溫度不等,對混凝土的腐蝕性極強,酸性污水對混凝土產(chǎn)生腐蝕,主要是混凝土內(nèi)含有 CaO、MgO、Al2O3、SiO2等堿性和兩性氧化物,在酸性條件下堿性氧化物加速了水解過程,進而使 CaO、MgO 轉(zhuǎn)化為可溶性鹽,并使混凝土粉化。 污水與空氣中 CO2作用生成碳酸,碳酸與水泥中的 Ca(OH)2作用生成不溶于水的 CaCO3堵塞在混凝土的孔隙中,而 CaCO3可與碳酸進一步作用,生成易溶于水的 Ca(HCO3)2而使混凝土遭受破壞。有機物對混凝土的腐蝕一般未能引起重視,生活污水中含有的碳氫化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等被微生物分解,生成脂肪酸、檸檬酸和乳酸等弱酸,可與 Ca(OH)2作用生成可溶性鹽,從而造成混凝土的破壞。此外,如果貯池的污水長期存放,當(dāng)夏季溫度升至30~40℃時,水中的菌藻類微生物大量繁殖,從而形成嚴重的微生物腐蝕。
三、物理性破壞
由于混凝土貯池均建在室外埋地環(huán)境,經(jīng)歷四季的溫差變化,容易發(fā)生脹裂滲透的物理性破壞。
(1)干濕交替作用:混凝土的多孔性使得液體進入并儲于孔隙中,干燥時產(chǎn)生結(jié)晶或膨脹使混凝土的內(nèi)應(yīng)力增大,多次循環(huán)而使混凝土破壞。
(2)凍融破壞:由于混凝土中存在大量孔隙,空隙內(nèi)的水凍結(jié)時體積會膨脹 9%,從而產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力,使混凝土產(chǎn)生裂紋而破壞。
(3)介質(zhì)流動作用:由于流速的影響,混凝土被腐蝕的表層受到?jīng)_刷,使新的表面暴露,侵蝕又向下層發(fā)展,從而加速混凝土的腐蝕。
四、污水池的防腐蝕方法
由于混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性,以及污、廢水中大量而且復(fù)雜的腐蝕性介質(zhì)的侵蝕,未經(jīng)防腐蝕處理的混凝土處理池很快就會腐蝕。一般情況下,2~3 個月就會出現(xiàn)表面損壞,強度下降的情況。因此,必須對混凝土為基礎(chǔ)的處理池進行防腐蝕處理。目前污水池的防腐蝕多采用防腐涂料、樹酯玻璃鋼、聚合物水泥砂漿、鱗片涂料或膠泥等防護。
五、石墨烯玻璃鱗片涂料
(1)極優(yōu)良的耐腐蝕介質(zhì)的滲透性;
(2)優(yōu)良的耐磨損性;
(3)固化時收縮率小,熱膨脹系數(shù)??;
(4)襯里與基體的粘結(jié)性好,耐溫度劇變性好;
(5)良好的施工工藝性,可采用噴、輥、刷等工藝,修補容易。
石墨烯玻璃鱗片具有良好的抗?jié)B性、耐磨性、耐溫變性,與混凝土和鋼材的粘結(jié)力強,整體結(jié)構(gòu)好、施工方便、容易修補、成本較低。此技術(shù)已在強腐蝕、高磨損、高溫的污水處理設(shè)備和設(shè)施中成功采用,并為解決污水處理工程中強腐蝕提供了經(jīng)濟可靠的新方法。
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