污水處理廠水池結構腐蝕原因分析與處理

袁龍

（山東省日照市水務集團污水處理有限公司，山東 日照 276800）

引言：近幾年來，我國逐漸加大了對于生活污水的處理力度，如何設計新型大型污水處理廠值得我們?nèi)ニ伎己吞剿鳎渲形鬯幚沓卦O計是工作落實的重點。在現(xiàn)階段，行業(yè)內(nèi)對污水廠水池的設計忽視或者并未意識到造成水池本身的設計缺陷有很多。因此，為了實現(xiàn)對于生活污水的重新治理工作，需要大型污水處理廠積極響應國家的一些號召，做好對于大型污水處理廠的水池結構設計工作，為實現(xiàn)我國水資源的可持續(xù)利用提供保障。

一、腐蝕原因分析

（一）污水成分分析

根據(jù)來源分類，城市污水主要有工業(yè)類和生活類污水。工業(yè)類污水主要是來自印染、化工、造紙等污染較大的企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放。由于這些工業(yè)污水中含有較高的有害物質(zhì)，國家規(guī)定在排放前需要經(jīng)過企業(yè)預處理，使污水的排放指標（主要是指pH值、懸浮物、酸性物等含量）達到規(guī)定，才允許排入市政污水處理系統(tǒng)；生活類污水主要是生活污水和雨污水等，這類污水直接排入市政污水處理系統(tǒng)。從相關調(diào)查研究文獻分析可得知，污水處理廠的污水主要成分如表1 所示。

據(jù)國家有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，每年我國工業(yè)類污水排放量約達240 億m3，排放的有機污染物（以BOD5 計）約600 萬t。僅造紙行業(yè)一年排放的廢水量就有33 億m3，排放懸浮物約146 萬t，有機污染物（以BOD5 計）143萬t。

（二）化學侵蝕

城市污水中存在著酸、鹽和大量有機物。污水處理廠一般處于地下，這些物質(zhì)常年處于密閉或通風不良的水池構筑物中，與混凝土結構產(chǎn)生不同程度的化學反應，從而造成污水構筑物的化學腐蝕。在污水環(huán)境中混凝土至少受到3 種主要侵蝕作用：無機物侵蝕、有機物侵蝕、微生物腐蝕與生物污損。

（三）物理作用

據(jù)了解，污水處理廠日常運營不能連續(xù)作業(yè)，很多時候是干濕交替地循環(huán)作業(yè)。混凝土由于自身材料的特性，不可避免地產(chǎn)生相應的收縮，導致其表面產(chǎn)生一些不同程度的裂紋，酸性腐蝕分子便可通過裂紋進入混凝土內(nèi)部進行侵蝕，并繼續(xù)通過裂紋進行不斷擴散侵蝕。當污水中的酸性分子通過不斷侵蝕滲入混凝土內(nèi)部后，會繼續(xù)與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學反應生成鈣礬石和石膏等膨脹性產(chǎn)物。同時由于存在干濕循環(huán)的作用，加劇混凝土的劣化，導致其內(nèi)部出現(xiàn)Na2SO4·10H2O 結晶，產(chǎn)生膨脹應力，從而破壞混凝土內(nèi)部的密實性。本工程中同時也存在著強力水流沖刷，是導致混凝土剝落的重要原因。以下通過幾個實驗可以更好地解釋腐蝕的物理原因。

二、應對措施

（一）水池結構的計算模型選擇

由于污水處理廠的水池結構類型各不相同，因此在設計過程中必須要合理選用設計模型，既可以選用小型或者大型結構，也可以選用有蓋或敞口等不同形式，在具體設計過程中，對于不同的結構需要采用不同的模型進行計算。例如，如果采用敞口的水池結構，在計算中就要選擇三邊支撐結構來計算，如果采取該結構，在計算底板時就要根據(jù)地基反力的直接分布進行計算。開展結構計算之前，要將當?shù)貙嶋H地質(zhì)和水利情況報告作為參考依據(jù)，然后按照工程相關荷載條件展開計算。需要特別注意的是，當水池所處不同巖層時，為了減少由于地質(zhì)問題引發(fā)的結構隱患，需要預先計算結構穩(wěn)定性，還需要根據(jù)當?shù)貙嶋H地質(zhì)情況、荷載以及河流水質(zhì)等進行檢驗，從而確保能夠滿足相關規(guī)定。

（二）污水處理池表面結構材料的設計

由于污水中含有眾多的危害性物質(zhì)，在水池中長時間的處理就會對水池的內(nèi)部表面產(chǎn)生一定的腐蝕作用，受水池中污水危害物質(zhì)的腐蝕作用，水池表面的防腐能力是設計中需要重點考慮的一個問題，因此，加強水池表面的抗腐蝕能力是十分必要的。在表面材料的設計過程中，經(jīng)常采用的方法是采用防腐涂料涂抹在水池表面。進行水池內(nèi)部的防水施工時，要采用相關的納米型材料對水池的內(nèi)部進行多次的涂刷，以使得水池抵抗腐蝕的能力增強，同時，還需要做好水池的整體防漏能力設計，在水池的應用中做好閉水試驗，提高澆筑混凝土的質(zhì)量，使得水池的整體能力得到提高。

（三）施工修復

對出現(xiàn)表面混凝土碳化剝落、鋼筋外露等腐蝕較嚴重的構件，首先應對混凝土結構進行清理，鑿除強度不足、松動的混凝土、石子，并清掃干凈；對已被腐蝕的鋼筋做除銹處理，若鋼筋存在斷裂的應當補足原設計鋼筋數(shù)量，并涂刷鋼筋保護劑。在混凝土結構表面涂刷新舊混凝土界面劑，并掛設鍍鋅鐵絲網(wǎng)片（線徑0.6 mm，孔徑2 cm×2 cm），采用摻有阻銹劑環(huán)氧砂漿抹平，可更好地防止混凝土被腐蝕，保證結構后期的安全使用。如構件有較高的承載力要求，修復時可結合使用粘貼碳纖維布或鋼板的方式進行加固。

結論：綜上所述，進行大型污水處理廠的水池結構設計時要綜合考慮水池建設中的實際情況，做好對水池的防腐、滲漏設計方案，在實際的設計中，要按照實際的地質(zhì)條件，設計合理的水池結構，要不斷地進行相關設計方案的優(yōu)化。