污水处理厂水池结构腐蚀原因分析与处理

袁龙

（山东省日照市水务集团污水处理有限公司，山东 日照 276800）

引言：近几年来，我国逐渐加大了对于生活污水的处理力度，如何设计新型大型污水处理厂值得我们去思考和探索，而其中污水处理池设计是工作落实的重点。在现阶段，行业内对污水厂水池的设计忽视或者并未意识到造成水池本身的设计缺陷有很多。因此，为了实现对于生活污水的重新治理工作，需要大型污水处理厂积极响应国家的一些号召，做好对于大型污水处理厂的水池结构设计工作，为实现我国水资源的可持续利用提供保障。

一、腐蚀原因分析

（一）污水成分分析

根据来源分类，城市污水主要有工业类和生活类污水。工业类污水主要是来自印染、化工、造纸等污染较大的企业在生产过程中排放。由于这些工业污水中含有较高的有害物质，国家规定在排放前需要经过企业预处理，使污水的排放指标（主要是指pH值、悬浮物、酸性物等含量）达到规定，才允许排入市政污水处理系统；生活类污水主要是生活污水和雨污水等，这类污水直接排入市政污水处理系统。从相关调查研究文献分析可得知，污水处理厂的污水主要成分如表1 所示。

据国家有关统计数据显示，每年我国工业类污水排放量约达240 亿m3，排放的有机污染物（以BOD5 计）约600 万t。仅造纸行业一年排放的废水量就有33 亿m3，排放悬浮物约146 万t，有机污染物（以BOD5 计）143万t。

（二）化学侵蚀

城市污水中存在着酸、盐和大量有机物。污水处理厂一般处于地下，这些物质常年处于密闭或通风不良的水池构筑物中，与混凝土结构产生不同程度的化学反应，从而造成污水构筑物的化学腐蚀。在污水环境中混凝土至少受到3 种主要侵蚀作用：无机物侵蚀、有机物侵蚀、微生物腐蚀与生物污损。

（三）物理作用

据了解，污水处理厂日常运营不能连续作业，很多时候是干湿交替地循环作业。混凝土由于自身材料的特性，不可避免地产生相应的收缩，导致其表面产生一些不同程度的裂纹，酸性腐蚀分子便可通过裂纹进入混凝土内部进行侵蚀，并继续通过裂纹进行不断扩散侵蚀。当污水中的酸性分子通过不断侵蚀渗入混凝土内部后，会继续与水泥水化产物发生化学反应生成钙矾石和石膏等膨胀性产物。同时由于存在干湿循环的作用，加剧混凝土的劣化，导致其内部出现Na2SO4·10H2O 结晶，产生膨胀应力，从而破坏混凝土内部的密实性。本工程中同时也存在着强力水流冲刷，是导致混凝土剥落的重要原因。以下通过几个实验可以更好地解释腐蚀的物理原因。

二、应对措施

（一）水池结构的计算模型选择

由于污水处理厂的水池结构类型各不相同，因此在设计过程中必须要合理选用设计模型，既可以选用小型或者大型结构，也可以选用有盖或敞口等不同形式，在具体设计过程中，对于不同的结构需要采用不同的模型进行计算。例如，如果采用敞口的水池结构，在计算中就要选择三边支撑结构来计算，如果采取该结构，在计算底板时就要根据地基反力的直接分布进行计算。开展结构计算之前，要将当地实际地质和水利情况报告作为参考依据，然后按照工程相关荷载条件展开计算。需要特别注意的是，当水池所处不同岩层时，为了减少由于地质问题引发的结构隐患，需要预先计算结构稳定性，还需要根据当地实际地质情况、荷载以及河流水质等进行检验，从而确保能够满足相关规定。

（二）污水处理池表面结构材料的设计

由于污水中含有众多的危害性物质，在水池中长时间的处理就会对水池的内部表面产生一定的腐蚀作用，受水池中污水危害物质的腐蚀作用，水池表面的防腐能力是设计中需要重点考虑的一个问题，因此，加强水池表面的抗腐蚀能力是十分必要的。在表面材料的设计过程中，经常采用的方法是采用防腐涂料涂抹在水池表面。进行水池内部的防水施工时，要采用相关的纳米型材料对水池的内部进行多次的涂刷，以使得水池抵抗腐蚀的能力增强，同时，还需要做好水池的整体防漏能力设计，在水池的应用中做好闭水试验，提高浇筑混凝土的质量，使得水池的整体能力得到提高。

（三）施工修复

对出现表面混凝土碳化剥落、钢筋外露等腐蚀较严重的构件，首先应对混凝土结构进行清理，凿除强度不足、松动的混凝土、石子，并清扫干净；对已被腐蚀的钢筋做除锈处理，若钢筋存在断裂的应当补足原设计钢筋数量，并涂刷钢筋保护剂。在混凝土结构表面涂刷新旧混凝土界面剂，并挂设镀锌铁丝网片（线径0.6 mm，孔径2 cm×2 cm），采用掺有阻锈剂环氧砂浆抹平，可更好地防止混凝土被腐蚀，保证结构后期的安全使用。如构件有较高的承载力要求，修复时可结合使用粘贴碳纤维布或钢板的方式进行加固。

结论：综上所述，进行大型污水处理厂的水池结构设计时要综合考虑水池建设中的实际情况，做好对水池的防腐、渗漏设计方案，在实际的设计中，要按照实际的地质条件，设计合理的水池结构，要不断地进行相关设计方案的优化。