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污水處理系統(tǒng)中混凝土的腐蝕

來源:時(shí)間: 2019-08-07瀏覽:

 ?、倩炷练栏g的特殊困難
  污水處理系統(tǒng)的池、槽等混凝土表面與鋼鐵表面的防腐蝕有很大的差異?;炷两Y(jié)構(gòu)在污水處理中其構(gòu)造特征對(duì)防腐蝕有著特殊要求?;炷两Y(jié)構(gòu)基層表面疏松、粗糙、多孔且有微裂縫,這對(duì)防腐蝕覆蓋層的黏結(jié)力、抗?jié)B性有很大挑戰(zhàn)。
  混凝土基層含水對(duì)涂裝防護(hù)造成了一定程度的困難?;鶎雍畞碜詢蓚€(gè)方面,其一是水泥沒有充分水化,養(yǎng)護(hù)不夠;其二是高孔隙率和粗糙表面引起的毛細(xì)吸水。即使混凝土經(jīng)過了充分養(yǎng)護(hù),基層在潮濕氣候條件下,吸收性仍可能導(dǎo)致含水率超標(biāo)。混凝土結(jié)構(gòu)在使用中處于潮濕狀態(tài),并且大部分的池、槽處于半地下、半封閉環(huán)境,在這種特殊的施工環(huán)境下,不僅在新建時(shí)其潮濕表面對(duì)施工造成了一定的困難,在檢修時(shí)更是難以進(jìn)行防護(hù)?;炷翗?gòu)造與其它設(shè)備相比,沒有大修更換的可能性。一旦鋼筋銹蝕引起混凝土開裂,很難采取補(bǔ)救措施。許多大型池槽采用分格式,池體相連,一處損壞就會(huì)波及整體,危害很大。
  例如硝化池一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。池內(nèi)裝污泥和污水,溫度一般在30~35℃之間,pH值變化范圍在6~9之間。利用厭氧和需氧 原理使污泥水中的 物 ,產(chǎn)生沼氣。污泥污水中含有多種腐蝕性物質(zhì)和菌類,混凝土是多孔性材料,而且還有微裂紋,在池內(nèi)惡劣的腐蝕介質(zhì)中池內(nèi)壁尤其是氣液相交界處遭受氯離子、硫酸根離子、水、氧、沼氣和硫酸鹽還原菌的腐蝕。
 ?、诨瘜W(xué)腐蝕
  大氣中的二氧化碳與水泥中的氫氧化鈣作用生成不溶于水的碳酸鹽,堵塞在混凝土的孔隙中,二氧化碳還可以和碳酸鈣進(jìn)一步反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣,使混凝土受到破壞。
  混凝土結(jié)構(gòu)本身是堿物質(zhì),孔隙內(nèi)液體pH>12.5,堿性介質(zhì)一般不對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成侵蝕,而酸則會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成一定程度的侵蝕。酸性水與Ca(OH)2反應(yīng)生成可溶性鈣鹽,造成混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。硫酸、鹽酸和硝酸可以 混凝土結(jié)構(gòu)中的水化硅酸鈣和鋁酸鈣,造成水泥表面剝減。當(dāng)水質(zhì)為碳酸鈉、碳酸鈣型時(shí),水中的碳酸鈣呈不飽和狀態(tài),有可繼續(xù)溶解混凝土中碳酸鹽的能力,致使混凝土強(qiáng)度減弱。酸性水的溫度越高,浸蝕作用越嚴(yán)重。酸長期與混凝土結(jié)構(gòu)中的Ca(OH)2作用可以形成石膏,與水化鋁酸鈣作用生成鈣礬石,即水泥桿菌,也會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)膨脹破壞。
 ?、畚锢碜饔?br />   大型鋼筋混凝土儲(chǔ)池一般均建在室外,要經(jīng)歷一年四季的溫差變化,容易發(fā)生脹裂滲 的物理性破壞。
  介質(zhì)流動(dòng)時(shí)由于流速的影響,表面受到?jīng)_刷,使新的表面暴露,侵蝕又向下層發(fā)展,從而加速混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕。
  混疑土結(jié)構(gòu)的多孔性決定了其侵蝕介質(zhì)的進(jìn)入及儲(chǔ)存在孔隙中,干燥時(shí)會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶或膨脹使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力增大,多次循環(huán)變化而使混凝土結(jié)構(gòu)破壞。
  污水在混凝土結(jié)構(gòu)池中停留會(huì)出現(xiàn)凍脹問題。由于內(nèi)部空隙中的水凍結(jié)時(shí)體積會(huì)膨脹達(dá)9%,從而產(chǎn)生相當(dāng)大的內(nèi)應(yīng)力,使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂紋而破壞,這在北方地區(qū)較為明顯。
 ?、芪⑸锔g
  混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕, 典型的表現(xiàn)就是水合物的溶解分散和混凝土結(jié)構(gòu)的膨脹劣化,露出粗糙的聚合物表面。在污水混凝土結(jié)構(gòu)的池壁上可以看見一層微生物膜,它通過附著于混凝土表面,改變混凝土的局部pH值,界面上溶解鹽的濃度等作用對(duì)混凝土造成腐蝕。
  微生物的腐蝕機(jī)理是硫酸侵蝕了水泥中Ca( OH)2的堿性。在生活污水系統(tǒng)中的H2S04產(chǎn)生始于城市污水中硫化 的代謝產(chǎn)生的H2S。沉淀的污垢覆蓋在污水中的設(shè)備表面,就會(huì)形成垢下腐蝕,其腐蝕產(chǎn)物中含有大量的硫酸鹽還原菌,去除腐蝕產(chǎn)物后,具有同心環(huán)外表,這是典型的硫酸鹽還原菌腐蝕特征。此外,大多數(shù)儲(chǔ)池的污水由于長期存放,當(dāng)夏季溫度升高到30~40℃時(shí),污水中菌藻類微生物大量繁殖,從而形成嚴(yán)重的微生物腐蝕。
  微生物厭氧腐蝕的理論依據(jù)主要為 參與了陰極氫化去極化:
  陰極過程                4Fe →
  水電離                  8H20 →
  陽極過程                8H++8e →
   對(duì)于陰極去極化反應(yīng)  SO42- +8H →
  污水中的 物經(jīng)過微生物 所需要的氧量稱之為生化需氧量( BOD),是借用微生物來表示該值的;化學(xué)需氧量(COD)明確地表示了 物含量;污水中的懸浮固體總量用SS表示。一般情況下,污水中BOD、COD和SS值的增加,混凝土表面接觸部分受侵蝕的程度加劇,可以作為混凝土微生物腐蝕的重要指標(biāo)。


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