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摘 要：在城市污水处理厂中很多设备都是钢质设备，由于污水中的成分相对复杂，氧化物质比较多，钢设备内部处于水环境中，这使得钢设备处于极易被腐蚀的地步。为了得到良好的保护钢设备的方案，通过分析钢设备遭受腐蚀的过程和决定因素进行分析，选择恰当的防止钢设备被腐蚀的涂装体系。通过工程试验，验证防护体系为改性环氧面漆+环氧云铁中间漆+环氧富锌底漆时对完全浸泡的钢设备的保护效果良好，而丙烯酸聚氨酯面漆+环氧云铁中间漆+环氧富锌底漆的防护层体系对污水处理中的干湿交替设备的防护效果良好。
关键词：腐蚀；污水处理；钢设备；钢结构；老化
中图分类号：TG174.44 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）05-0108-01
城市污水的组成成分十分复杂，钢设备在有水条件下进行氧化还原反应，进而被还原性元素或微生物的作用下导致钢设备或构件发生腐蚀，大大降低了使用寿命，尤其是污水处理厂中的溢流板、隔栅、潜水泵等，长期处于干湿交替环境中，腐蚀情况非常严重，严重影响设备使用，为此必须寻找一种高效的防护手段对钢设备防腐。
1 设备腐蚀分析
污水处理过程中所使用的设备大都要经过污水的浸泡，有的长期浸泡在污水中。由于污水中的成分比较复杂，其中含量较高的成分有微生物、盐分以及氯离子等，这些成分是导致钢设备腐蚀程度加快的重要原因。笔者对某污水处理厂的污水进行分段取样分析后得到污水的相应成分。
1.1 腐蚀分析
在污水处理设备中，由于很多设备长期处于污水浸泡状态，例如潜水泵等。由于长期进行污水处理，在这些设备的上方普遍覆盖了一层厚厚的污泥沉淀物，这样就形成了垢下腐蚀；在污水中含有大量的硫化物以及还原微生物，这样钢铁设备很容易发生点腐蚀，严重的会发生穿孔。对于那些处在干湿交替环境中的设备，如隔栅等，在干湿交替过程中容易发生盐成分富集，由于设备和污水接触处的含氧含量非常充足，这样就十分容易构成氧浓差电池，由于污水中的离子含量丰富，其导电性质非常好，从而加速了电化学腐蚀的过程，在微生物和电化学腐蚀的双重作用下，钢设备被腐蚀的速度更加迅速。
1.2 腐蚀机理
根据污水处理设备所处的环境，污水中含有大量的微生物，微生物对设备造成的腐蚀是十分严重的，将微生物分为好氧和厌氧微生物，而钢铁构件在污水中由于氧气供应缺乏，因此可以判断主要发生的厌氧腐蚀。根据电化学反应的机理，厌氧细菌主要参与到阴极反应中的氢去极化。
污水处理设备的腐蚀过程是不均匀腐蚀，有的位置腐蚀程度比较轻，深度在2.8mm以下，而重度腐蚀的设备会发生穿孔现象。被腐蚀后生成的物质中存在很多硫酸盐还原菌，将设备表层的腐蚀物去除以后会发现典型的硫酸盐还原菌腐蚀表现出的外貌特征：同心环外表。
2 设计腐蚀涂层以及防腐性能测评
2.1 涂层设计
由于污水处理设备所处的环境分为两大类，因此可参考相关标准分别设计，原则是：处于污水环境下的设备，设备防腐涂层必须具备良好的耐盐水性能，涂层底漆的防锈性能必须优良，由于面漆和微生物直接接触，因此其耐微生物的特性必须好；处于干湿交替状态的设备，其防护涂层还必须具备优良的耐老化和耐磨特性。
2.2 实践测评
为了测定设计方案的耐腐蚀性能，笔者根据污水处理厂的腐蚀环境，设计模拟腐蚀环境，浸泡经过防护涂层处理的钢质样板，考察在污水中涂层体系的防腐蚀性和耐老化的性能。
采集的污水样本分别取四种水样进行试验，钢质样板选用的是20#普通钢，将相应的防腐体系分别涂到样板中，四种水样中，每个方案需15块样板。四种水样中A体系的编码为A1～A4，B体系为B1～B4，涂有B体系涂层的样板一半暴露在空气中，一半浸泡在样液中，涂有A体系的样板全部浸泡在样液中。试验水温始终为50℃，经过一年之后分别根据不同的标准对A/B体系的全部试板进行涂层老化失效评价，得到一年后涂层老化的结果。通常，一年后在高温污水中，经涂层防护体系保护的样板都没有出现开裂或者气泡等现象，说明涂层并没有被老化，钢材没有被污水腐蚀。A体系的失光率比B体系稍高，而色差却比较小，因此可以判断B体系的耐霉菌性没有A体系的好。从整体测验结果中可以看出，两种体系对钢铁的防护效果都非常好。
湿态附着力对涂层防腐蚀的性能影响最大，笔者通过两种试验环境测量附着力，得到了附着力在不同环境和不同时间下的附着力变化趋势，得到以下结论：在试验前期，两种体系的附着力都随着时间的延长而有所降低，到了第六个月后，各体系的附着力基本处于动态平衡状态。由此可以得出，两种体系的抗腐蚀性能随着时间的推移，其变化不大，抗腐蚀性能优良。
3 实践效果
根据模拟实验效果，对某污水处理厂进行防腐效果实践测定。将B体系用在刮泥车、溢流板等处于干湿环境中的钢结构中；将A体系用在潜水泵等长期处在污水中的钢结构中。两年后对这些经过防腐处理的设备进行实际防腐效果测定，发现设备光亮度非常好，第三年又重新测定，发现涂层有轻微的失光和变色现象，第四年回访发现涂层有轻微的粉化现象，但是均没有出现涂层剥离、锈蚀以及起泡等现象出现，由于实验室的温度设定为高温环境，将其换算为常温20℃下的老化速率，那么可以预算这两种防护体系能够保护设备不被腐蚀达8年之久。
4 结语
根据实践测定效果可以得知：防护体系为改性环氧面漆+环氧云铁中间漆+环氧富锌底漆时对处于污水中的钢设备的保护效果良好；丙烯酸聚氨酯面漆+环氧云铁中间漆+环氧富锌底漆的防护层体系对干湿交替环境中的设备的防护效果良好。为了提高污水处理设备的使用寿命，我们需要不断研究，寻找更加优质的防护涂层，不断提高企业效益和社会效益。
参考文献
[1] 赵维印.设备腐蚀与防护综述（一）[J].中国设备工程，2012，15（5）：21-23.
[2] 陈景仁.煤矿建设钢结构的防腐蚀探讨[J].煤炭技术，2012，31（7）：222-223.
[3] 李建.给水管道腐蚀原因与防治方法[J].经济技术协作信息，2011，15（9）：162.
（编辑：蒋东旭）
关键词：腐蚀；污水处理；钢设备；钢结构；老化
中图分类号：TG174.44 文献标识码：A 文章编号：1671-3362（2013）05-0108-01
城市污水的组成成分十分复杂，钢设备在有水条件下进行氧化还原反应，进而被还原性元素或微生物的作用下导致钢设备或构件发生腐蚀，大大降低了使用寿命，尤其是污水处理厂中的溢流板、隔栅、潜水泵等，长期处于干湿交替环境中，腐蚀情况非常严重，严重影响设备使用，为此必须寻找一种高效的防护手段对钢设备防腐。
1 设备腐蚀分析
污水处理过程中所使用的设备大都要经过污水的浸泡，有的长期浸泡在污水中。由于污水中的成分比较复杂，其中含量较高的成分有微生物、盐分以及氯离子等，这些成分是导致钢设备腐蚀程度加快的重要原因。笔者对某污水处理厂的污水进行分段取样分析后得到污水的相应成分。
1.1 腐蚀分析
在污水处理设备中，由于很多设备长期处于污水浸泡状态，例如潜水泵等。由于长期进行污水处理，在这些设备的上方普遍覆盖了一层厚厚的污泥沉淀物，这样就形成了垢下腐蚀；在污水中含有大量的硫化物以及还原微生物，这样钢铁设备很容易发生点腐蚀，严重的会发生穿孔。对于那些处在干湿交替环境中的设备，如隔栅等，在干湿交替过程中容易发生盐成分富集，由于设备和污水接触处的含氧含量非常充足，这样就十分容易构成氧浓差电池，由于污水中的离子含量丰富，其导电性质非常好，从而加速了电化学腐蚀的过程，在微生物和电化学腐蚀的双重作用下，钢设备被腐蚀的速度更加迅速。
1.2 腐蚀机理
根据污水处理设备所处的环境，污水中含有大量的微生物，微生物对设备造成的腐蚀是十分严重的，将微生物分为好氧和厌氧微生物，而钢铁构件在污水中由于氧气供应缺乏，因此可以判断主要发生的厌氧腐蚀。根据电化学反应的机理，厌氧细菌主要参与到阴极反应中的氢去极化。
污水处理设备的腐蚀过程是不均匀腐蚀，有的位置腐蚀程度比较轻，深度在2.8mm以下，而重度腐蚀的设备会发生穿孔现象。被腐蚀后生成的物质中存在很多硫酸盐还原菌，将设备表层的腐蚀物去除以后会发现典型的硫酸盐还原菌腐蚀表现出的外貌特征：同心环外表。
2 设计腐蚀涂层以及防腐性能测评
2.1 涂层设计
由于污水处理设备所处的环境分为两大类，因此可参考相关标准分别设计，原则是：处于污水环境下的设备，设备防腐涂层必须具备良好的耐盐水性能，涂层底漆的防锈性能必须优良，由于面漆和微生物直接接触，因此其耐微生物的特性必须好；处于干湿交替状态的设备，其防护涂层还必须具备优良的耐老化和耐磨特性。
2.2 实践测评
为了测定设计方案的耐腐蚀性能，笔者根据污水处理厂的腐蚀环境，设计模拟腐蚀环境，浸泡经过防护涂层处理的钢质样板，考察在污水中涂层体系的防腐蚀性和耐老化的性能。
采集的污水样本分别取四种水样进行试验，钢质样板选用的是20#普通钢，将相应的防腐体系分别涂到样板中，四种水样中，每个方案需15块样板。四种水样中A体系的编码为A1～A4，B体系为B1～B4，涂有B体系涂层的样板一半暴露在空气中，一半浸泡在样液中，涂有A体系的样板全部浸泡在样液中。试验水温始终为50℃，经过一年之后分别根据不同的标准对A/B体系的全部试板进行涂层老化失效评价，得到一年后涂层老化的结果。通常，一年后在高温污水中，经涂层防护体系保护的样板都没有出现开裂或者气泡等现象，说明涂层并没有被老化，钢材没有被污水腐蚀。A体系的失光率比B体系稍高，而色差却比较小，因此可以判断B体系的耐霉菌性没有A体系的好。从整体测验结果中可以看出，两种体系对钢铁的防护效果都非常好。
湿态附着力对涂层防腐蚀的性能影响最大，笔者通过两种试验环境测量附着力，得到了附着力在不同环境和不同时间下的附着力变化趋势，得到以下结论：在试验前期，两种体系的附着力都随着时间的延长而有所降低，到了第六个月后，各体系的附着力基本处于动态平衡状态。由此可以得出，两种体系的抗腐蚀性能随着时间的推移，其变化不大，抗腐蚀性能优良。
3 实践效果
根据模拟实验效果，对某污水处理厂进行防腐效果实践测定。将B体系用在刮泥车、溢流板等处于干湿环境中的钢结构中；将A体系用在潜水泵等长期处在污水中的钢结构中。两年后对这些经过防腐处理的设备进行实际防腐效果测定，发现设备光亮度非常好，第三年又重新测定，发现涂层有轻微的失光和变色现象，第四年回访发现涂层有轻微的粉化现象，但是均没有出现涂层剥离、锈蚀以及起泡等现象出现，由于实验室的温度设定为高温环境，将其换算为常温20℃下的老化速率，那么可以预算这两种防护体系能够保护设备不被腐蚀达8年之久。
4 结语
根据实践测定效果可以得知：防护体系为改性环氧面漆+环氧云铁中间漆+环氧富锌底漆时对处于污水中的钢设备的保护效果良好；丙烯酸聚氨酯面漆+环氧云铁中间漆+环氧富锌底漆的防护层体系对干湿交替环境中的设备的防护效果良好。为了提高污水处理设备的使用寿命，我们需要不断研究，寻找更加优质的防护涂层，不断提高企业效益和社会效益。
参考文献
[1] 赵维印.设备腐蚀与防护综述（一）[J].中国设备工程，2012，15（5）：21-23.
[2] 陈景仁.煤矿建设钢结构的防腐蚀探讨[J].煤炭技术，2012，31（7）：222-223.
[3] 李建.给水管道腐蚀原因与防治方法[J].经济技术协作信息，2011，15（9）：162.
（编辑：蒋东旭）