污水處理系統中混凝土的腐蝕
來源:時間: 2019-08-07瀏覽:次 ①混凝土防腐蝕的特殊困難
污水處理系統的池、槽等混凝土表面與鋼鐵表面的防腐蝕有很大的差異。混凝土結構在污水處理中其構造特征對防腐蝕有著特殊要求。混凝土結構基層表面疏松、粗糙、多孔且有微裂縫,這對防腐蝕覆蓋層的黏結力、抗滲性有很大挑戰。
混凝土基層含水對涂裝防護造成了一定程度的困難。基層含水來自兩個方面,其一是水泥沒有充分水化,養護不夠;其二是高孔隙率和粗糙表面引起的毛細吸水。即使混凝土經過了充分養護,基層在潮濕氣候條件下,吸收性仍可能導致含水率超標。混凝土結構在使用中處于潮濕狀態,并且大部分的池、槽處于半地下、半封閉環境,在這種特殊的施工環境下,不僅在新建時其潮濕表面對施工造成了一定的困難,在檢修時更是難以進行防護。混凝土構造與其它設備相比,沒有大修更換的可能性。一旦鋼筋銹蝕引起混凝土開裂,很難采取補救措施。許多大型池槽采用分格式,池體相連,一處損壞就會波及整體,危害很大。
例如硝化池一般采用鋼筋混凝土結構。池內裝污泥和污水,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
,產生沼氣。污泥污水中含有多種腐蝕性物質和菌類,混凝土是多孔性材料,而且還有微裂紋,在池內惡劣的腐蝕介質中池內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。
②化學腐蝕
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一步反應生成易溶于水的碳酸氫鈣,使混凝土受到破壞。
混凝土結構本身是堿物質,孔隙內液體pH>12.5,堿性介質一般不對混凝土結構造成侵蝕,而酸則會對混凝土結構造成一定程度的侵蝕。酸性水與Ca(OH)2反應生成可溶性鈣鹽,造成混凝土結構的破壞。硫酸、鹽酸和硝酸可以
混凝土結構中的水化硅酸鈣和鋁酸鈣,造成水泥表面剝減。當水質為碳酸鈉、碳酸鈣型時,水中的碳酸鈣呈不飽和狀態,有可繼續溶解混凝土中碳酸鹽的能力,致使混凝土強度減弱。酸性水的溫度越高,浸蝕作用越嚴重。酸長期與混凝土結構中的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,也會導致混凝土結構膨脹破壞。
③物理作用
大型鋼筋混凝土儲池一般均建在室外,要經歷一年四季的溫差變化,容易發生脹裂滲
的物理性破壞。
介質流動時由于流速的影響,表面受到沖刷,使新的表面暴露,侵蝕又向下層發展,從而加速混凝土結構的腐蝕。
混疑土結構的多孔性決定了其侵蝕介質的進入及儲存在孔隙中,干燥時會產生結晶或膨脹使混凝土結構內應力增大,多次循環變化而使混凝土結構破壞。
污水在混凝土結構池中停留會出現凍脹問題。由于內部空隙中的水凍結時體積會膨脹達9%,從而產生相當大的內應力,使混凝土結構產生裂紋而破壞,這在北方地區較為明顯。
④微生物腐蝕
混凝土結構的腐蝕,
典型的表現就是水合物的溶解分散和混凝土結構的膨脹劣化,露出粗糙的聚合物表面。在污水混凝土結構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混凝土造成腐蝕。
微生物的腐蝕機理是硫酸侵蝕了水泥中Ca( OH)2的堿性。在生活污水系統中的H2S04產生始于城市污水中硫化
的代謝產生的H2S。沉淀的污垢覆蓋在污水中的設備表面,就會形成垢下腐蝕,其腐蝕產物中含有大量的硫酸鹽還原菌,去除腐蝕產物后,具有同心環外表,這是典型的硫酸鹽還原菌腐蝕特征。此外,大多數儲池的污水由于長期存放,當夏季溫度升高到30~40℃時,污水中菌藻類微生物大量繁殖,從而形成嚴重的微生物腐蝕。
微生物厭氧腐蝕的理論依據主要為
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 →
對于陰極去極化反應 SO42- +8H →
污水中的
物經過微生物
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。
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