淺談化工污水池腐蝕與防護(hù)

包良君

（獨山子石化公司乙烯廠凈化水聯(lián)合車間，新疆 克拉瑪依 838600）

某石化公司污水處理系統(tǒng)劃分為含鹽污水系統(tǒng)、含油污水系統(tǒng)和清凈廢水系統(tǒng)，其中含油污水含鹽量較低、含油量少、COD濃度較低，經(jīng)深度處理后回用作循環(huán)水補(bǔ)充水；含鹽污水主要包括電脫鹽污水、廢堿渣單元出水、污水汽提后未回用的含硫污水等高含鹽污水，該系列污水含鹽、含油量高，不僅處理難度大，而且對管線、設(shè)備及構(gòu)筑物造成的腐蝕非常嚴(yán)重。由于化工廢水在污水池中停留時間相對較長，其腐蝕相對于管線設(shè)備等更為特殊和典型。本文以含鹽污水對污水池的腐蝕為例進(jìn)行分析，同時結(jié)合現(xiàn)場實際工況提出有效的腐蝕防護(hù)措施。

1 腐蝕現(xiàn)狀簡介

圖1

污水池構(gòu)筑物受含鹽污水腐蝕破壞的污水池集中在水處理流程前端的預(yù)處理單元和生化單元。具體表現(xiàn)為污水池防腐層腐蝕破損脫落導(dǎo)致鋼筋砼體腐蝕破壞，腐蝕情況見圖1。

在含鹽系列污水池中，以水解酸化池內(nèi)壁腐蝕最為嚴(yán)重，池內(nèi)壁原設(shè)計采用玻璃布涂覆環(huán)氧煤瀝青的防腐工藝，池頂及池頂以下1.2m未被污水覆蓋的氣相空間腐蝕嚴(yán)重，玻璃布大面積破損、脫落，造成污水池內(nèi)壁水泥基層損壞嚴(yán)重，甚至鋼筋裸露。脫落的水泥基層塊料堵塞池底排泥管道，造成水池?zé)o法進(jìn)行底部排泥，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運行；另外，池頂鋼筋砼原設(shè)計厚度為30cm，腐蝕脫落減薄約10cm，如果持續(xù)腐蝕脫落，將嚴(yán)重影響污水池的結(jié)構(gòu)安全。

2 腐蝕機(jī)理分析

污水池建造時的施工質(zhì)量，如混凝土攪拌配比、澆筑工藝和養(yǎng)護(hù)、涂裝工藝、介質(zhì)環(huán)境等綜合因素決定污水池是否能長期穩(wěn)定運行。本文主要分析外部環(huán)境條件，如運行工況下的有害氣體的種類及含量、環(huán)境溫濕度等對污水池的破壞影響。含鹽系列污水池原設(shè)計防腐工藝為玻璃布涂覆環(huán)氧煤瀝青，此防腐工藝使用在密閉部位和腐蝕環(huán)境輕微且恒定的工況較為合適（如埋地管道的防腐）。從含鹽污水的來源成分可以知道，介質(zhì)中含鹽高（含大量氯離子、硫酸根離子等，均在800~2000mg/L），含油量高，同時存在大量腐蝕性物質(zhì)，如氯化鈉、硫化氫、硫醇、氨氣等。以水解酸化池為例，由于池頂及池頂以下1.2m的氣相空間長期暴露在含有酸性物質(zhì)的水汽中，環(huán)氧煤瀝青漆涂層氧化變質(zhì)，導(dǎo)致漆層粘接力下降，酸性物質(zhì)的水汽進(jìn)入防腐層內(nèi)部，腐蝕水池壁和頂部的水泥基層，進(jìn)而加劇了腐蝕，導(dǎo)致水解酸性池頂部和上部未被污水覆蓋部位的玻璃布大面積破損、脫落。這就是我們看到的腐蝕結(jié)果，具體表現(xiàn)為液相部位腐蝕較輕，氣相部位腐蝕嚴(yán)重。

鋼筋砼水泥基層破環(huán)嚴(yán)重的具體原因有以下幾個方面。

（1）碳化（硫化）作用造成混凝土的粉化。碳化（硫化）作用不僅破壞了水泥的成分，而且由于碳酸鈣或硫酸鈣生成物體積增大，對混凝土產(chǎn)生膨脹侵蝕作用，而且進(jìn)一步與水泥化合物中鋁酸三鈣起反應(yīng)，生成體積更大的碳酸鈣鋁或硫鋁酸鈣，可使砂石的結(jié)合力大大降低，造成了混凝土的粉化。

（2）氯離子、鎂鹽等侵蝕使水泥石粘接力減弱，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度變低脫落。

（3）酸堿物質(zhì)與水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)形成可溶性鈣鹽，水泥石的堿度受到破壞，使混凝土間隙變大，力學(xué)性能嚴(yán)重劣化，使混凝土由表到里逐層受到破壞。

3 腐蝕防護(hù)措施

針對鋼筋砼污水池的腐蝕防護(hù)，在建設(shè)初期必須嚴(yán)格把關(guān)，按照設(shè)計規(guī)范進(jìn)行施工，確?；炷粱鶎釉诜栏繉悠茡p的情況下具有一定的抗腐蝕能力。如針對不同環(huán)境選用耐蝕水泥，鋼筋表面做防銹處理等。而混凝土表面防腐涂裝最為關(guān)鍵，能有效屏蔽或阻緩?fù)饨绺g介質(zhì)的入侵。

目前常用的混凝土防腐涂料有溶劑型、無溶劑型和水溶性涂料幾大類。環(huán)氧樹脂、氯化橡膠、聚氨酯等是使用最多的成膜樹脂。它們都有各自優(yōu)良的防腐性能。然而，溶劑型涂料大部分使用有機(jī)溶劑，有機(jī)氣體不僅污染環(huán)境，危害身體健康，而且易燃易爆，所以在石化公司范圍類也是明令禁止使用；而水溶性涂料在施工表現(xiàn)方面也有一定局限性且耐化學(xué)性能有待提高。而無溶劑環(huán)氧煤瀝青防腐漆不僅安全性能符合要求，防腐性能也滿足污水池防護(hù)要求?；炷帘砻娴亩嗫仔詻Q定了混凝土防護(hù)涂裝的特殊性，采用滲透性好、耐堿性優(yōu)異的環(huán)氧煤瀝青底漆進(jìn)行封閉，再用無溶劑環(huán)氧膠泥刮涂找平，最后涂裝環(huán)氧煤瀝青面漆。

圖2

噴砂（環(huán)氧封閉底漆）+環(huán)氧膠泥（環(huán)氧封閉底漆）+環(huán)氧煤瀝青面漆是最常用污水池防腐配套方案（如圖2），具體內(nèi)容如下。

（1）混凝土基層處理。嚴(yán)格的基層處理是決定混凝土涂層壽命的關(guān)鍵因素?；鶎犹幚硪纬梢粋€清潔的表面，用噴砂方式將腐蝕層徹底去除，除去松動的水泥塊、油脂、污物及水泥表面的灰塵、雜物等并保持表面干燥。新舊防腐層銜接處的處理時必須沿銜接處向完好涂層方向噴砂打磨10cm，去除翹起的舊防腐層?；鶎訃娚疤幚硎┕囟仍?0~30℃時施工效果最好，噴砂處理到GB/T8923規(guī)定的Sa2.5級。

（2）環(huán)氧煤瀝青底漆涂裝。噴砂結(jié)束后用壓縮風(fēng)及面團(tuán)除去基層表面灰塵，保持作業(yè)面清潔；作業(yè)面還要保持干燥，表面溫度必須高于露點溫度3℃以上，所以噴砂處理后的基層要盡快涂裝。由于混凝土基層是多孔的表面，因此要噴涂一道環(huán)氧煤瀝青底漆用以封閉表面微小孔洞，防止腐蝕介質(zhì)侵入。同時，環(huán)氧煤瀝青底漆有著較強(qiáng)的滲透性和吸附性，為環(huán)氧膠泥刮涂提供良好的附著力。

（3）環(huán)氧膠泥涂裝。環(huán)氧膠泥用以對混凝土基層進(jìn)行找平，便于后續(xù)面漆涂裝施工。環(huán)氧膠泥配制時必須用電動攪拌器對骨料、固化劑和粉料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。先用三角鏟或小型刮刀逐個把施工面上的氣孔、麻面、凹槽用環(huán)氧膠泥填塞密實。約4~12h后，待打底膠泥基本固化時，用刮刀大面積往返刮抹第二層環(huán)氧膠泥進(jìn)行找平。環(huán)氧膠泥施工完成干燥后再次噴涂一道環(huán)氧煤瀝青底漆，可覆蓋刮涂過程中產(chǎn)生的細(xì)小空洞，起到雙重防護(hù)的作用。

（4）環(huán)氧煤瀝青面漆涂裝。環(huán)氧煤瀝青面漆具有極好的長期耐水、耐濕性，附著力好、抗腐蝕剝離性能好，一次成膜厚，能有效延長混凝土使用壽命。涂裝施工時先對角、邊、縫等不易涂到或難以涂刷的地方進(jìn)行預(yù)涂，然后再進(jìn)行大面積涂裝。由于環(huán)氧煤瀝青面漆固化時間很短，所以配制好的涂料要在半小時內(nèi)用完（環(huán)境溫度10~30℃）。為保證施工質(zhì)量，涂裝采用高壓無氣噴涂；人工刷涂或刮涂只適合非連續(xù)或小面積的涂裝。噴涂時干膜厚度為200~300um/道，噴涂兩道。

4 結(jié)語

針對化工鋼筋砼污水池的腐蝕防護(hù)，嚴(yán)酷的環(huán)境對混凝土基層本身具有較強(qiáng)的腐蝕破壞作用，為了防護(hù)混凝土基層，必須采用科學(xué)有效的防腐涂層配套體系才能延長污水池使用壽命和檢修周期。通過現(xiàn)場施工實踐證明，噴砂（環(huán)氧封閉底漆）+環(huán)氧膠泥（環(huán)氧封閉底漆）+環(huán)氧煤瀝青面漆的施工工藝符合污水池防腐要求，在后續(xù)污水池檢修中將繼續(xù)得到應(yīng)用。