a摘  要： 根据城市污水中水质的成分、腐蚀状况，分析了污水对混凝土结构的腐蚀形态，提出经济实用的混凝土水处理设施防腐蚀措施，为城市污水处理过程中混凝土结构的防腐提供可以借鉴的方法。

关键词：城市污水；混凝土；腐蚀防护

在城市污水处理工程中，设计人员多注重金属设备的腐蚀及防护，往往忽视了混凝土构筑物（如污水池）以及混凝土污水管网的腐蚀问题。在污水处理工况下钢制设备和管道的腐蚀是比较严重的，采取合理的防腐方法效果也较为明显。在现实案例里混凝土污水池及污水管道的腐蚀问题已经成为影响工程质量和使用寿命的重要因素，采取有效的防护措施可大大提高工程使用寿命，具有较高的性价比。

随着人们环保意识的不断增强和政府部门在污水治理上的高度重视，城市污水处理工程中的防腐应上升到更高的层次，混凝土结构的腐蚀问题已不容忽视。

    一、城市污水处理过程中的腐蚀环境

城市污水处理过程中的腐蚀环境主要是生活污水和工业废水，成分比较

复杂，往往含有大量的酸、碱、盐，PH值变化范围大，有机物和微生物含量高，夹杂着泥砂等固体颗粒物。同时水处理过程中加入的微生物和氯气等也会对设备或构筑物产生一定的腐蚀作用；另外，水里氧气浓度经常处于变化之中，同一池中存在氧气浓度差异，会产生浓差电池腐蚀。在搅动和湍流状态下流动，水的流速较大，水中氧含量高。这些都是产生腐蚀的重要因素。

针对不同的腐蚀环境，国际标准ISO12944的定义为：

Im1      淡水环境

Im2    海水环境

Im3    泥土中

从ISO12944对不同腐蚀环境的描述中，污水处理过程中水的腐蚀应定义

为Im1或Im2。实际上城市污水处理厂的污水腐蚀性要强于ISO12944中的腐蚀等级，因为污水中常含有工业废水。

    二、混凝土结构的腐蚀形态

污水处理过程中有许多混凝土构筑物（污水处理池等），一般包括：泵房及前池、格栅渠及沉砂池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池等。由于污水的腐蚀条件存在，和混凝土本身的成份及微观多孔结构，更在施工过程中存在的涨模，振捣不均匀等缺陷，混凝土结构面临着浸析腐蚀、交换腐蚀和结晶腐蚀，造成混凝土开裂、膨胀和钢筋的锈蚀。

图1   混凝土结构常见的露筋和孔隙缺陷

污水对混凝土结构的腐蚀有下列主要形态：

1. 混凝土表面的酸腐蚀

酸性水对混凝土表面以及透过混凝土裂缝、微孔对内部结构硅酸盐水泥产生的腐蚀。这种腐蚀由污水接触的表面向混凝土内部进行，腐蚀随着水的酸度的增强而增强。结果是将水泥表面腐蚀松散或成蜂窝状，水的冲刷将松散物冲入水中，酸性水进一步向混凝土内部腐蚀，破坏混凝土的结构和强度。

2. 混凝土内部钢筋的腐蚀

混凝土结构在浇筑过程中往往存在露筋缺陷，固定模具用的拉筋也被截断留在混凝土中，这些表露的钢筋接触污水后产生腐蚀。另外，污水透过混凝土裂纹、微孔以及蜂窝麻面等缺陷进入内部钢筋，也将造成钢筋的氧腐蚀。这种腐蚀在任何水质条件下都会发生。钢筋在水中发生的氧腐蚀：

Fe＋1/2 O2＋H2O — Fe(OH)2  

进一步被氧化:     Fe(OH)2＋1/2 O2＋H2O — Fe(OH)3

由此，钢表面生成锈层。

另外，在酸性条件下，钢筋发生酸腐蚀。如在二氧化硫污染的水中发生的腐蚀： 

Fe＋SO2＋O2 — FeSO4 

进而发生下列反应：

       4FeSO4＋O2＋6H2O — 4FeOOH＋4HSO4

       4HSO4＋2O2＋4Fe — 4FeSO4＋4H2O

由此生成的酸不断的腐蚀混凝土和钢筋。               

钢筋腐蚀后产生的腐蚀产物在混凝土中膨胀，使混凝土产生微裂纹，污水进一步渗透，进一步腐蚀内部钢筋，造成恶性循环。这种腐蚀对混凝土结构的破坏性较强。

3. 盐类结晶腐蚀

污水中的盐类沿着混凝土微孔、裂缝及麻面渗入混凝土结构内结晶、膨

胀，从而破坏混凝土结构的强度。这种结晶腐蚀主要发生在液位附近，或经常干、湿交替的部位，并随着水中盐份含量的提高而增强。

除了以上主要腐蚀形式外，混凝土结构还存在微生物腐蚀、碱析腐蚀等。

这些腐蚀的存在严重破坏了混凝土结构的强度，降低了构筑物的使用寿命，因此，在污水处理工程中对新建的混凝土结构进行防腐保护显得十分必要。

三、常用的防护措施

根据污水处理过程中混凝土结构的特点及腐蚀形式，一般采取的防护措施是“闭孔”和“隔离”。即封闭混凝土表面空隙或将混凝土表面与腐蚀介质隔开。在污水处理过程中混凝土构筑物面积比较大，选择经济合理的防腐材料或防腐方法非常重要。常用的方法是涂覆防腐涂料或采用衬贴玻璃钢。衬贴玻璃钢造价较高，一般只用于有磨损或腐蚀严重的部位。防腐涂料是较经济的防护材料。它不仅有着良好防腐效果，而且施工简单、造价低。选用时要求防腐涂料在混凝土基面要有很强的附着力，而且耐侯性好、抗渗、持久。常用的防腐涂料有环氧煤沥青、环氧沥青、氯磺化聚乙烯、高氯化聚乙烯、Jotamatic 87环氧涂料等。

根据混凝土基面多孔、易潮湿的特点，采用防水涂料与防腐涂料配套的复合涂覆结构应用效果比较好。在合肥经济技术开发区污水处理厂氧化沟、二沉池等混凝土水处理池上采用了渗透结晶防水涂料打底（闭孔），环氧煤沥青防腐涂料罩面的复合涂覆防腐结构，效果很好。这种结构设计充分利用了渗透结晶防水涂料在水泥基面上的渗透闭孔作用和可以在潮湿水泥面施工的特点，作为防腐层的过度层，与环氧煤沥青防腐涂层达到很好的结构互补作用，而且降低了防腐的总费用。

图2   混凝土水处理池防腐后的表面状况

下表为推荐的混凝土结构防腐涂层：

序号 涂覆结构 涂刷道数 涂膜厚度,μ

1 环氧煤沥青涂层 2～3 ≥100～150

2 环氧煤焦油涂层 2～3 ≥100～150

3 氯磺化聚乙烯 3～4 ≥90～120

4 高氯化聚乙烯 3～4 ≥90～120

5 Jotamatic 87环氧涂料 2 ≥ 200

6 喷涂聚脲涂料 1 ≥ 500

7 渗透结晶防水涂料/环氧煤沥青复合涂层 2/2 ≥150

参考文献：

［1］ 小若正伦. 金属的腐蚀破坏与防护技术［M］. 化学工业出版社，1988:57-61

［2］ 孙传超. 渗透结晶型防水涂料在混凝土防腐工程上的应用［J］. 合肥学院学报:自然科学版, 2008，Vol.18 Sup.(2):75

［3］ 董德歧，颜东洲. 节能减排应重视防腐蚀［J］. 全面腐蚀控制,2007(4):1-2

［4］ 柯伟. 中国工业与自然环境腐蚀调查的进展. 腐蚀与防护,2004(1):1-8