污水池防腐之乙烯基玻璃钢衬里
赛化云防腐蚀技术总监 51防腐蚀论坛资深版主 张作华
污水分为生活污水和工业污水，通过有效的处理可以实现水资源的循环利用及环境的保护。随着我国工业化进程的快速发展及城镇化率的大幅度提高，污水的处理规模越来越庞大，截止2021年，全国污水处理能力超过2亿立方米/日，2020年城市污水处理厂达到2618座（而且每年还在递增），为我国水环境治理及“青山绿水”美好愿景目标的实现作出了重大贡献。
污水处理厂核心建筑主要为污水调蓄池，其数量数以万计，容量也非常庞大。据笔者所知，上海竹园污水处理厂西侧的合流制污水调节池，设计容量为50万立方米，相当于190个标准游泳池的水量，是亚洲较大的合流制污水调节池之一。污水池主要结构为水泥钢筋混凝土构造，会受到污水特别是工业污水中酸、碱、盐及各种溶剂的腐蚀，如果不采取有效的保护措施，将会造成污水渗漏，甚至是巨大的经济损失及严重的土壤污染。据新闻报道，2010年7月3日，福建紫金矿业紫金山铜矿湿法厂铜酸水渗漏事故，污水池发生渗漏，污染了丁江部分江段，造成丁江部分水域严重污染，对丁江沿岸众多渔民的生产生活造成严重影响，出现大量鱼类死亡情况。据统计，这次污水池渗漏直接经济损失为3187.71万元，并且对当地的生态环境造成了长期的破坏，后续的生态修复工作需要投入大量的资金和时间。因此，污水池防腐，特别工业污水池内部腐蚀控制至关重要，也是污水厂长期安全运行的关键性保障，确切的说具有重要的社会意义和经济意义。
为保证污水处理厂污水池防腐蚀效果和安全运行，防腐蚀项目预算经费在整个污水处理系统建设中占比较高。根据相关资料统计，污水池腐蚀控制费用大约占污水处理厂投入比例的20%左右，当今主要的污水池内部腐蚀控制方案主要有：涂层防腐（如环氧涂层、聚氨酯涂层、氰凝涂层、环氧沥青涂层、树脂玻璃鳞片层、其他涂层等）；衬里层防腐（如橡胶衬里、树脂玻璃钢衬里、塑料衬里、砖板衬里等）；配套钢结构采取阴极保护或者阳极极化防腐。其中，使用最广，性价比较高的污水池防腐方案就是乙烯基树脂玻璃钢衬里。乙烯基树脂耐蚀耐温情况如下表：
化学介质 浓度（%） 温度（℃） 化学介质 浓度（%） 温度（℃）
高氯酸 10 65 氯化钾 100 100
草酸 100 100 硫酸铜 ALL 100
盐酸 32 65 次氯酸钠 15 65
铬酸 20 40 氢氧化钠 10 75
氢氟酸 10 49 氢氧化钠 50 85
硝酸 35 40 氨水 25 55
硫酸 70 70 海水 - 90
乙烯基树脂玻璃钢主要由乙烯基树脂与玻纤增强材料复合而成，污水池内衬玻璃钢防腐层之一就是这种复合防腐蚀材料。通常商品级的乙烯基树脂配套促进剂和固化剂，施工时按照一定的比例混合，为确保施工质量、控制可操作时间，一般市场上面的乙烯基树脂都已经预先添加了促进剂，也就是俗称的“预促”树脂。这种树脂使用起来简单方便，只需要按照比例要求添加固化剂，充分混合后就可以施工，“三改二”，减少多组分复杂程度，利于施工，保证了成品质量。乙烯基玻璃钢增强材料使用到的纤维主要玻纤有玻纤布、玻纤毡及一些有机纤维材料等，常用玻纤布有02、04等规格，玻纤毡有300克、350克、400克、450克等规格，根据污水池不同工况条件选择使用。污水池内衬乙烯基玻璃钢防腐层之前必须了解介质情况，温度环境，如果超过乙烯基玻璃钢耐受范围不得使用该工艺方案。乙烯基玻璃钢施工时，可以单独粘贴玻纤布和玻纤毡，也可以玻纤布玻纤毡复合，注意布与毡积层时保持布与毡之间的服帖性。污水池混凝土强度、密度、平整度及防水防潮层，养护时间必须满足相关建筑规范要求，所有的阴阳角必须做成圆弧形状或者45度斜角，水份仪测试污水池混凝土结构体含水率<6%（20㎜的深度含水率），避免玻璃钢脱层防腐失效现象的发生。
污水池乙烯基玻璃钢内衬防腐蚀传统工法大致如下：
1.混凝土基层处理。使用打磨机、抛丸机或者喷砂机对混凝土基层进行表面处理，主要是去除基层表面的油污和污染物杂质以及表面水泥浮浆，利于玻璃钢层与基层的牢固结合。处理完的表面再使用吹风机吹扫干净符合干净无尘，干燥露孔的要求（笔者建议采用大功率吸尘器比较彻底）。
2.裂缝补强。混凝土裂缝宽度>0.2㎜的裂缝及坑洼孔洞需要修补，可以对裂缝开V型槽，宽度30㎜，深度15㎜。用已经预促的乙烯基树脂加固化剂与40目石英砂或者100目石英粉调配砂浆或者腻子（根据缝隙和孔洞大小选择）进行批刮填充，需要注意的是砂浆面需要用腻子找平一次，确保表面平整一致，利于布和毡的覆盖率。当污水介质里面含有氢氟酸时，配料中的砂和粉料应该选择不含SiO2的耐蚀材料，如重晶石，石墨等。
3.底涂施工。按照预促乙烯基树脂准确计量固化剂添加量，并且根据环境温度适当调整，控制胶凝时间大约为45min为宜。小样试验后确定固化剂混合比例添加量，充分搅拌混合后就可以进行底涂层施工。底涂料以及贴布工序的胶料配料原则是“少量多次”，每次配料大约5Kg左右，避免材料浪费，据经验底涂料耗量大约为0.15-0.2Kg/㎡·每层。底涂施工时应该做到涂刷均匀，厚薄一致，无漏刷不堆积，面面俱到，使得底涂料渗透至混凝土基层内部，自然养护>24h以上。干燥后可以进行第二遍底涂施工，当然第二遍的底涂养护时间也不得少于24h。
4.玻璃钢层施工。玻璃钢也简称为FRP，是树脂与玻纤的复合粘接品，也就是乙烯基树脂和玻璃纤维布或者玻璃纤维毡的粘结后成品，其厚度在于玻纤厚度及积层数量多少。污水池乙烯基玻璃钢内衬防腐层通常为3层布和2道底涂2道面涂（这种面涂严格的说法就是玻璃钢最外层“富树脂层胶料”并不是“面漆”），也就是工法中俗称的“3布4油”，贴布或者贴毡的乙烯基树脂“胶料”配比混合方法及注意事项与底涂料基本相同，只是粘度比底涂料高一些。贴布铺毡操作程序是：首先在基层干燥底涂料上面均匀涂刷一层“胶料”，随即铺贴第一层布或者毡，赶尽气泡，贴实后再涂一层“胶料”，“胶料”不宜过多，以浸透布或者毡为止；接着再铺贴下一层布或者毡，如此连续操作到规定的积层数量，最后一层可以多刷一些“胶料”充当“面涂层”，“胶料”以不堆积不流挂为止。根据施工经验，铺贴玻纤材料所消耗树脂的量大致如下：
02玻纤布耗胶量大约0.3Kg/㎡·每层；
04玻纤布耗胶量大约0.5Kg/㎡·每层；
300克玻纤毡耗胶量大约0.65Kg/㎡·每层；
350克玻纤毡耗胶量大约0.8Kg/㎡·每层；
400克玻纤毡耗胶量大约0.9Kg/㎡·每层；
铺贴时，同层搭接缝宽度>50㎜；上下层接缝应该错开，错开距离>50㎜，特殊部位如应力集中的区域阴阳角、管道口应该增加1-2层布或者毡。布和毡的搭配应用可以根据经验积层，如毡---布---毡，也可以毡---布---布，毡---毡---布等形式。笔者建议靠近混凝土表面第一层选择毡比较好，因为短切毡可以较大程度的释放一些应力，避免固化后玻璃钢脱层的质量事故。当污水介质中含有氢氟酸时，不可以使用玻纤布和玻纤毡，而使用不含SiO2的纤维增强材料，如有机布中的涤纶布，丙纶布或者碳纤维布等。玻璃钢层操作完成后，自然养护时间应该>24h，固化后根据需要可以就进入下一道工序。如果没有下一道工序，建议搁置7d以上才能投入运行。
5.乙烯基玻璃钢层面漆。污水池乙烯基玻璃钢内衬结束后，无需涂刷面漆；而一些特殊要求的污水池要求涂刷乙烯基面漆层，赋予色彩甄别及装饰性能，施工时可以购买商品级乙烯基面漆按照说明书要求直接涂刷。如果现场自行配制可以在乙烯基树脂中加入色浆及液蜡，按照配制“胶料”的方法将各组分混合均匀即可。需要提醒的是长时间久置的乙烯基树脂玻璃钢表面需要进行打磨或者稀释剂活化处理，便于面漆的良好附着。
6.污水池池底树脂砂浆层。
6.1污水池乙烯基树脂玻璃钢内衬完工后，通常认为养护期结束后就可以投入使用；而笔者认为，这是一个不很完整的污水池乙烯基树脂玻璃钢防腐层内衬方案，缺少了池底树脂砂浆层。这一层可以说最重要的“防腐缓冲层”，主要作用就是避免落物对池底玻璃钢防腐层的破坏，例如维修、清洗操作时不慎造成玻璃钢的损伤，影响整个污水池防腐使用年限，而铺设树脂砂浆层可以对玻璃钢防腐层进行有效的保护，减少维护费用，延长整体污水池乙烯基玻璃钢内衬使用寿命。因此，污水池池底树脂砂浆层的设置对于整体污水池耐蚀效果非常重要，并不是普遍认为的可有可无的工序。
6.2乙烯基树脂砂浆层配料根据经验大致为：1Kg乙烯基树脂+4Kg砂+2Kg粉（砂子粒径<2㎜，粉料100-120目左右）。5㎜厚度的乙烯基树脂砂浆层大致需要树脂3.5Kg/㎡左右。铺设时，预先在玻璃钢表面涂刷一遍“胶料”再摊铺乙烯基树脂砂浆，压实抹平，不留施工缝，如果乙烯基玻璃钢防腐层长久搁置应该进行表面处理，以增强树脂砂浆层的粘结强度。
7.污水池乙烯基树脂玻璃钢内衬防腐层检验方法。按照规范标准要求，除了目测玻璃钢层表观有没有针眼和气泡缺陷外，还可以使用拉拔仪测试玻璃钢防腐层与混凝土基层的粘结力，再者就是使用脉冲直流电火花检测仪检测玻璃钢的致密性（检测电压1-2㎜3KV-6KV，厚度每增加1㎜电压可以增加1KV-2KV）。通过以上检测方法进行检查验收时，如果发现问题应该及时维修，直至符合标准规范要求。
8.污水池乙烯基树脂玻璃钢防腐内衬参考标准。污水池乙烯基玻璃钢防腐衬里施工质量可以参考以下标准执行，并进行验收：
《工业建筑防腐蚀设计标准》GB 50046-2018
《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB 50212-2014
《建筑防腐蚀工程施工质量验收标准》GB 500224-2018
《建筑防腐蚀构造》（标准图集）20J333
《增强玻璃纤维网布》JC 561-2006
《乙烯基树脂防腐蚀工程技术规范》GB/T 50590-2010
乙烯基树脂玻璃钢防腐施工，操作简单，耐蚀效果良好，性价比也很高，已经成为污水池经典的防腐蚀衬里方案之一。近年来，国家对污水特别是工业废水的管控及治理力度的加大，相关部委陆续发布了《“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划》《农村人居环境整治提升五年行动方案（2021-2025）》《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》等政策文件，对污水处理的目标、任务、技术要求、资金支持等方面都做出了明确规定，为污水治理提供了有力的政策保障。因此，污水池乙烯基玻璃钢防腐蚀内衬市场规模巨大，无论是新建还是翻新，或者是维护都具有广阔的应用空间。
虽然污水池乙烯基玻璃钢内衬防腐具有蓝海市场；但是也给不法商家开了一扇“造假之门”，大量的假冒伪劣产品流入施工现场；一些施工企业偷工减料，以次充好，弄虚作假。许多污水池运行不到半年防腐失效的现象屡见不鲜，给国家和社会造成不良的影响和巨大的经济损失。笔者呼吁相关部门加大对污水池乙烯基树脂玻璃钢内衬防腐蚀施工的管理，严控乙烯基树脂及辅材等耐蚀材料质量，建立现场耐蚀材料准入制杜绝伪劣乙烯基树脂及其配套材料流入施工现场。建议利用大数据智能化录入系统对防腐蚀材料、施工工序（特别是隐蔽工序）进行追踪，确保乙烯基玻璃钢在污水池使用过程中优异的防腐蚀作用，真正实现其功能价值，为我们国家经济建设服务、赋能。
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