淺談化工污水池腐蝕與防護

包良君

（獨山子石化公司乙烯廠凈化水聯合車間，新疆 克拉瑪依 838600）

某石化公司污水處理系統劃分為含鹽污水系統、含油污水系統和清凈廢水系統，其中含油污水含鹽量較低、含油量少、COD濃度較低，經深度處理后回用作循環水補充水；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、設備及構筑物造成的腐蝕非常嚴重。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行分析，同時結合現場實際工況提出有效的腐蝕防護措施。

1 腐蝕現狀簡介

圖1

污水池構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處理單元和生化單元。具體表現為污水池防腐層腐蝕破損脫落導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，以水解酸化池內壁腐蝕最為嚴重，池內壁原設計采用玻璃布涂覆環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重，玻璃布大面積破損、脫落，造成污水池內壁水泥基層損壞嚴重，甚至鋼筋裸露。脫落的水泥基層塊料堵塞池底排泥管道，造成水池無法進行底部排泥，嚴重影響生產運行；另外，池頂鋼筋砼原設計厚度為30cm，腐蝕脫落減薄約10cm，如果持續腐蝕脫落，將嚴重影響污水池的結構安全。

2 腐蝕機理分析

污水池建造時的施工質量，如混凝土攪拌配比、澆筑工藝和養護、涂裝工藝、介質環境等綜合因素決定污水池是否能長期穩定運行。本文主要分析外部環境條件，如運行工況下的有害氣體的種類及含量、環境溫濕度等對污水池的破壞影響。含鹽系列污水池原設計防腐工藝為玻璃布涂覆環氧煤瀝青，此防腐工藝使用在密閉部位和腐蝕環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，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的水汽中，環氧煤瀝青漆涂層氧化變質，導致漆層粘接力下降，酸性物質的水汽進入防腐層內部，腐蝕水池壁和頂部的水泥基層，進而加劇了腐蝕，導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果，具體表現為液相部位腐蝕較輕，氣相部位腐蝕嚴重。

鋼筋砼水泥基層破環嚴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，對混凝土產生膨脹侵蝕作用，而且進一步與水泥化合物中鋁酸三鈣起反應，生成體積更大的碳酸鈣鋁或硫鋁酸鈣，可使砂石的結合力大大降低，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，導致混凝土強度變低脫落。

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

3 腐蝕防護措施

針對鋼筋砼污水池的腐蝕防護，在建設初期必須嚴格把關，按照設計規范進行施工，確保混凝土基層在防腐涂層破損的情況下具有一定的抗腐蝕能力。如針對不同環境選用耐蝕水泥，鋼筋表面做防銹處理等。而混凝土表面防腐涂裝最為關鍵，能有效屏蔽或阻緩外界腐蝕介質的入侵。

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。它們都有各自優良的防腐性能。然而，溶劑型涂料大部分使用有機溶劑，有機氣體不僅污染環境，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方面也有一定局限性且耐化學性能有待提高。而無溶劑環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要求。混凝土表面的多孔性決定了混凝土防護涂裝的特殊性，采用滲透性好、耐堿性優異的環氧煤瀝青底漆進行封閉，再用無溶劑環氧膠泥刮涂找平，最后涂裝環氧煤瀝青面漆。

圖2

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

（1）混凝土基層處理。嚴格的基層處理是決定混凝土涂層壽命的關鍵因素。基層處理要形成一個清潔的表面，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。基層噴砂處理施工溫度在10~30℃時施工效果最好，噴砂處理到GB/T8923規定的Sa2.5級。

（2）環氧煤瀝青底漆涂裝。噴砂結束后用壓縮風及面團除去基層表面灰塵，保持作業面清潔；作業面還要保持干燥，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，因此要噴涂一道環氧煤瀝青底漆用以封閉表面微小孔洞，防止腐蝕介質侵入。同時，環氧煤瀝青底漆有著較強的滲透性和吸附性，為環氧膠泥刮涂提供良好的附著力。

（3）環氧膠泥涂裝。環氧膠泥用以對混凝土基層進行找平，便于后續面漆涂裝施工。環氧膠泥配制時必須用電動攪拌器對骨料、固化劑和粉料進行充分攪拌。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氧膠泥進行找平。環氧膠泥施工完成干燥后再次噴涂一道環氧煤瀝青底漆，可覆蓋刮涂過程中產生的細小空洞，起到雙重防護的作用。

（4）環氧煤瀝青面漆涂裝。環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行預涂，然后再進行大面積涂裝。由于環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用完（環境溫度10~30℃）。為保證施工質量，涂裝采用高壓無氣噴涂；人工刷涂或刮涂只適合非連續或小面積的涂裝。噴涂時干膜厚度為200~300um/道，噴涂兩道。

4 結語

針對化工鋼筋砼污水池的腐蝕防護，嚴酷的環境對混凝土基層本身具有較強的腐蝕破壞作用，為了防護混凝土基層，必須采用科學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。通過現場施工實踐證明，噴砂（環氧封閉底漆）+環氧膠泥（環氧封閉底漆）+環氧煤瀝青面漆的施工工藝符合污水池防腐要求，在后續污水池檢修中將繼續得到應用。