潘 林，毛俊軒，車國勇，熊 婷

（成都硅寶科技股份有限公司，四川 成都610041）

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)效率逐漸提高，人民生活水平也在很大程度上得以改善。然而，隨之而來的則是工業(yè)生產(chǎn)及人民生活過程中排放的污水越來越多，其中以工業(yè)污水對環(huán)境的污染尤為嚴重。

2015年4月，國務(wù)院印發(fā)了《水污染防治行動計劃》［1］（簡稱“水十條”），其中第一條就要求全面控制污染物排放。針對工業(yè)集聚區(qū)的水污染現(xiàn)狀，要求現(xiàn)有工業(yè)集聚區(qū)排放的廢水必須經(jīng)預(yù)處理達到集中處理要求，方可進入污水集中處理設(shè)施。新建、升級工業(yè)集聚區(qū)應(yīng)同步規(guī)劃、建設(shè)污水、垃圾集中處理等污染治理設(shè)施。由此不難看出，國家正在切實加大水污染防治力度，保障國家水安全。

在工業(yè)污水處理系統(tǒng)中，污水處理池用于工業(yè)污水的處理，使處理后的污水滿足排放標準，達到保護環(huán)境的目的。因化學(xué)處理方式的不同，工業(yè)污水組成復(fù)雜，不同成分的工業(yè)污水將對污水處理池產(chǎn)生不同類型、不同程度的腐蝕，造成污水處理池滲漏，導(dǎo)致周邊地下水的污染。在目前已查明的造成污水處理池滲漏破壞的因素中，工業(yè)污水的強腐蝕性是最主要的因素。因此，研究工業(yè)污水對污水處理池的腐蝕作用機理，有針對性地對污水處理池進行防腐保護，延長防腐層使用壽命，保證污水處理系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，是開展環(huán)境保護工作的新課題［2，3］。

本文詳細分析了污水處理池腐蝕滲漏的原因，并結(jié)合工業(yè)污水的腐蝕特點，對目前國內(nèi)較常用的幾種污水處理池防腐技術(shù)進行了綜述。

2 污水處理池腐蝕滲漏原因分析

工業(yè)污水處理池是專門針對處理工業(yè)污水而建的環(huán)境保護設(shè)施，其作用是對工業(yè)污水中的重金屬及有害物質(zhì)進行沉降，中和污水酸堿度，并對工業(yè)污水進行消毒凈化處理，以滿足工業(yè)污水排放標準要求。

目前鋼鐵、電鍍、石油、化工、火力發(fā)電、制藥等企業(yè)中有許多大型污水處理池，用于酸堿液的儲存、酸堿中和處理、污水存放、排煙脫硫系統(tǒng)中石膏漿及石灰漿的堆放等。這些處理池一般為埋地式或半埋地式的封閉、半封閉、敞口露天狀態(tài)，且大都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土污水處理池中存放的廢酸或酸性介質(zhì)，能與混凝土固化物中的游離鋁酸三鈣、氫氧化鈣的水化物反應(yīng)生成可溶性鹽類，造成混凝土表面層層剝減；當污水中有大量堿液存在時，混凝土中的二氧化硅和倍半氧化物的溶解增加，造成混凝土的腐蝕；夏季溫度升高時，處理池長期存放的污水會大量繁殖菌藻類微生物，從而形成嚴重的微生物腐蝕；四季溫差的變化，容易發(fā)生脹裂滲透的物理性侵蝕。此外，大型污水處理池一般建在室外，大氣中足量的酸性氣體會與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)生成易溶于水的碳酸氫鈣使混泥土受到破壞；紫外線的照射會加速混泥土自身結(jié)構(gòu)的老化。因此，污水處理池池壁和池底長期受到酸堿介質(zhì)、微生物、紫外線、溫度變化及自身老化等復(fù)雜環(huán)境的影響，從而引發(fā)處理池不同程度的滲漏和破壞。

鑒于以上復(fù)雜的腐蝕環(huán)境，對工業(yè)污水處理池進行混泥土結(jié)構(gòu)防腐處理顯得異常重要。以下對目前國內(nèi)工業(yè)污水處理池領(lǐng)域常用的防腐材料及防腐技術(shù)進行對比分析，并對一種新型防腐蝕材料的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀進行介紹。

3 國內(nèi)污水處理池防腐技術(shù)

針對工業(yè)污水處理池復(fù)雜的腐蝕工況，國內(nèi)外在防腐材料、工藝方面都在積極尋求一種防腐效果最理想的方案。目前，國內(nèi)應(yīng)用最多的污水處理池防腐技術(shù)主要包括以下3種。

3.1 玻璃鋼襯里

玻璃鋼襯里是一種常見的防腐蝕處理方法，它是利用玻璃纖維增強塑料（俗稱“玻璃鋼”）結(jié)構(gòu)在混凝土基礎(chǔ)上形成玻璃鋼襯里防護層，以達到防腐的目的。

玻璃鋼襯里選用的固化體系通常為環(huán)氧樹脂，其常用固化劑為酸酐類或胺類。因酸酐類固化劑需要在中高溫環(huán)境下才能固化條件，而污水處理池防腐施工一般在室溫環(huán)境下進行，故多選用常溫固化的胺類固化劑，其原理是利用胺基團上的活潑氫與環(huán)氧基反應(yīng)實現(xiàn)交聯(lián)固化。

使用玻璃鋼襯里進行污水處理池防腐，其優(yōu)點有抗?jié)B性好、固化收縮率低、耐霉菌、基材粘附力強、工程造價合理、防腐層厚度達到3mm左右即可。其缺點是環(huán)氧樹脂交聯(lián)結(jié)構(gòu)易在酸性介質(zhì)作用下分解，導(dǎo)致三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的解體而引起防腐蝕襯里的失效；養(yǎng)護周期較長，顯著延長了防腐施工周期，一定程度上減少因污水處理系統(tǒng)停機而造成的經(jīng)濟收益；胺類固化劑具有很大的毒性，對施工人員的身體危害極大，如乙二胺的LD 50（半數(shù)致死量）為620mg/kg；還有環(huán)氧樹脂的粘度較大，不易直接操作，為了降低樹脂粘度，通常加入適當比例的丙酮等非活性稀釋劑來降粘，由于非活性稀釋劑易揮發(fā)能造成固化物的不致密，勢必影響玻璃鋼的抗?jié)B性，從而導(dǎo)致耐腐蝕效果降低［4］。

鑒于采用環(huán)氧樹脂作為玻璃鋼襯里的反應(yīng)固化體系存在以上諸多缺陷，目前逐漸被環(huán)氧乙烯基樹脂所替代。環(huán)氧乙烯基樹脂是由環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸通過加成反應(yīng)得到，其綜合了環(huán)氧樹脂和甲基丙烯酸樹脂的優(yōu)點。具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的工藝性，再加上甲基對酯鍵的保護作用，故其具有更優(yōu)的耐酸堿腐蝕性能。然而，該樹脂也存在一定的缺點：不耐強酸強堿的腐蝕，如揚子石化公司化工廠的劉世模［5］提出用乙烯基樹脂玻璃鋼做精對苯二甲酸污水池的防護時，其加速腐蝕試驗分別也只能在質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉和5%的醋酸中進行，高于該濃度，乙烯基樹脂玻璃鋼襯里易腐蝕破壞；與環(huán)氧樹脂玻璃鋼襯里相比，造價昂貴，推廣應(yīng)用受到很大限制。

3.2 樹脂鱗片膠泥襯里

所謂樹脂鱗片膠泥襯里，就是經(jīng)專用機械將具有一定片徑和厚度的玻璃鱗片與耐腐蝕樹脂等混合配制成膠泥（涂料），涂敷在混凝土表面，經(jīng)室溫固化后形成防腐蝕內(nèi)襯。

目前市場上有兩種不同樹脂基體的膠泥可供選擇：一種是環(huán)氧樹脂鱗片膠泥，另一種是乙烯基脂樹脂鱗片膠泥，簡稱為VEGF鱗片膠泥。VEGF鱗片膠泥由于基體樹脂采用的是環(huán)氧乙烯基樹脂，故與普通環(huán)氧樹脂相比有更好的耐腐蝕性能、較強的粘接強度和良好的工藝性能。因此，VEGF鱗片膠泥具有更優(yōu)異的耐腐蝕性能和耐溫性能，目前多被日本、美國等發(fā)達國家采用。此外，膠泥中玻璃鱗片的存在使其具有優(yōu)異的抗水氣滲透性、較好的耐熱沖擊性能和良好的耐磨性，并且在使用過程中VEGF鱗片膠泥受到外部機械損傷破壞是局部的，其擴散趨勢小，還具有易修補的特點。

但是，單從目前投入使用的耐腐蝕涂料性能來看，其耐高低溫循環(huán)、耐混合酸液沖刷性能不好，使用一段時間后，材料老化易開裂［6，7］。其使用溫度也不能超過100℃，并其成本較高，目前國內(nèi)還不能廣泛運用。

3.3 耐腐蝕塊材砌筑

隨著工業(yè)生產(chǎn)的多樣化，很多領(lǐng)域排放的污水中固體粉粒含量高、腐蝕性強、溫度高。在這種情況下，使用玻璃鋼襯里或VEGF襯里進行污水處理池防腐就不能滿足耐高溫、耐強酸堿腐蝕、耐磨耗的要求。目前通常采用耐腐蝕塊材砌筑的防腐方案。

耐腐蝕塊材砌筑方案中選用的耐腐蝕塊材有耐酸磚、各類耐腐蝕石材（如花崗石、石英石等），這些耐腐蝕塊材的基本成分是二氧化硅，具有優(yōu)良的耐酸性能、結(jié)構(gòu)致密、吸水率小、耐磨性好等優(yōu)點；再加上耐酸塊材本身耐高溫性能好能起到隔熱層的作用，故能耐120℃以下高溫。然而，耐腐蝕塊材砌筑具有較大的施工難度，塊材在鋪砌前需先進行試排，鋪砌時還應(yīng)按由低往高，先地坑、地溝，后地面、踢腳板或墻裙的順序進行施工；當出現(xiàn)局部破壞時，需要進行大面積的拆除修復(fù)，故其修復(fù)難度較大；在實施耐腐蝕塊材砌筑方案的過程中需要花費較多人力物力，故其工程造價較貴。

在該方案中，作為勾縫的粘接劑性能好壞是決定防腐效果的關(guān)鍵因素。一般情況下，因樹脂來源廣、成本合理、有較好的耐腐蝕性，故許多業(yè)主和施工方均采用樹脂膠泥作為勾縫材料。另外，考慮到耐酸塊材砌筑防腐方案一般用于固體粉粒含量高、腐蝕性強、溫度高的場合中，環(huán)氧樹脂同樣不能滿足該工況下的使用要求，目前多采用環(huán)氧乙烯基樹脂及勾縫材料。如王天堂等［8］在其文章中提到浙江某農(nóng)藥廠排放的廢水中含有三氟乙酸、硫酸等強腐蝕性的化學(xué)介質(zhì)，同時剛排放的廢水溫度較高，對其廢水處理池的防腐措施就是用耐酸磚襯里，環(huán)氧乙烯基樹脂膠泥勾縫。

除此之外，經(jīng)多次污水處理池實地考察發(fā)現(xiàn)，污水池塊材的灌縫與勾縫、穿池壁套管部位是污水處理池產(chǎn)生泄露的主要部位，也是污水處理池最薄弱的部位，因此，在工程建設(shè)時，要注意這兩個地方的加固和處理工作［9］。

綜上，目前國內(nèi)常用的污水池防腐材料，主要都是以環(huán)氧樹脂或環(huán)氧乙烯基樹脂為反應(yīng)固化體系，輔以不同填料而制得。然而，該類材料耐強酸堿腐蝕性較差，且為剛性材料，基本無彈性，使用過程中易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象造成腐蝕，防腐壽命較短。鑒于此，國內(nèi)亟需開發(fā)一種綜合性能更優(yōu)的防腐材料或防腐方案，解決工業(yè)污水處理池的腐蝕問題。

4 結(jié)語

因化學(xué)處理方式的不同，工業(yè)污水對污水處理池產(chǎn)生不同類型、不同程度的腐蝕，造成污水處理池腐蝕滲漏嚴重。目前常用的污水處理池防腐方案主要是基于環(huán)氧樹脂或環(huán)氧乙烯基樹脂為反應(yīng)固化體系的玻璃鋼、鱗片膠泥、耐腐蝕塊材砌筑防腐體系。該類方案耐腐蝕強度有限，且為剛性材料，在長期溫度變化條件下，無法耐受因熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力，導(dǎo)致材料開裂、脫落。因此，國內(nèi)各防腐研究院、企業(yè)單位亟需開發(fā)綜合性能更優(yōu)的防腐材料或設(shè)計新的防腐方案，以保證工業(yè)污水處理池的安全、穩(wěn)定運行。

［1］國務(wù)院 .水污染防治行動計劃［R］.北京：國務(wù)院，2015-04-02.

［2］王宗昌，陳金泉 .工業(yè)污水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題［J］.石油化工腐蝕與防護，2001，18（4）：58～59.

［3］聞寶聯(lián)，劉凱利，王寶來，等 .石油化工污水處理廠混凝土構(gòu)筑物防腐與修補維護［J］.工業(yè)用水與廢水，2004，35（4）：58～60.

［4］李玉明 .工業(yè)污水池的腐蝕與防護［J］.化學(xué)工程師，2007（6）：40～42.

［5］劉世模.PTA污水處理池的乙烯基酯樹脂玻璃鋼防護［J］.腐蝕與防護，1999.

［6］陳立強 .化學(xué)工業(yè)中的防腐研究［J］.化工管理，2013（6）：204.

［7］楊 姝 .化學(xué)防腐蝕涂層的種類與特征分析［J］.化學(xué)工程與裝備，2013（6）：167～168.

［8］王天堂，陸士平，沈 偉 .工業(yè)污水廢水處理池內(nèi)防腐蝕材料及結(jié)構(gòu)探討［J］.石油工程建設(shè)，2006（4）：34～38.

［9］陳 浩 .工業(yè)污水處理池的防水問題及對策探討［J］.綠色科技，2012（7）：204～205.