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化工污水池腐蝕與防護(hù)

  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(duì)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(shí)間相對(duì)較長,其腐蝕相對(duì)于管線設(shè)備等更為特殊和典型。本文以含鹽污水對(duì)污水池的腐蝕為例進(jìn)行分析,同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況提出有效的腐蝕防護(hù)措施。

  1、腐蝕現(xiàn)狀簡介

  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。

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  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(jì)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(yùn)行;另外,池頂鋼筋砼原設(shè)計(jì)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(shí)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(yùn)行。本文主要分析外部環(huán)境條件,如運(yùn)行工況下的有害氣體的種類及含量、環(huán)境溫濕度等對(duì)污水池的破壞影響。含鹽系列污水池原設(shè)計(jì)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 >

  鋼筋砼水泥基層破環(huán)嚴(yán)重的具體原因有以下幾個(gè)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(duì)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(duì)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(jì)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(duì)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。

  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。

2.jpg

  (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。基層處理要形成一個(gè)清潔的表面,用噴砂方式將腐蝕層徹底去除,除去松動(dòng)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(shí)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(shí)施工效果最好,噴砂處理到GB/T8923規(guī)定的Sa2.5級(jí)。

  (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(diǎn)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(shí),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(duì)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(shí)必須用電動(dòng)攪拌器對(duì)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(gè)把施工面上的氣孔、麻面、凹槽用環(huán)氧膠泥填塞密實(shí)。約4~12h后,待打底膠泥基本固化時(shí),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(shí)先對(duì)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(shí)間很短,所以配制好的涂料要在半小時(shí)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(shí)干膜厚度為200~300um/道,噴涂兩道。

  4、結(jié)語

  針對(duì)化工鋼筋砼污水池的腐蝕防護(hù),嚴(yán)酷的環(huán)境對(duì)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(chǎng)施工實(shí)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。( >

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