CN114164095A - 一种混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置及方法，包括腐蚀反应箱，所述腐蚀反应箱包括由透气层隔开的上部区域、下部区域；所述上部区域与第一腐蚀液存储罐连通，下部区域与第二腐蚀液存储罐连通；放置于下部区域的试件在第二腐蚀液的腐蚀下产生的气体穿过透气层进入到上部区域，与上部区域的试件接触；所述下部区域设有气体浓度检测计、pH检测计、温度计；还包括分别采集气体浓度、pH值、温度信息的数据采集及传输系统。本发明能够模拟实际污水管道中混凝土微生物腐蚀的过程，同时可以根据实际工程环境调节腐蚀反应箱中的温度及水流速度，调节水流，模拟研究不同污水流速下混凝土的腐蚀情况。

Description

一种混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置及方法
技术领域
本发明涉及一种混凝土腐蚀模拟装置及方法，尤其涉及一种混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置及方法。
背景技术
在城市污水处理系统中，输送和处理污水的构筑物如排污管、存储池、处理池等都是钢筋混凝土结构，这些结构一般为埋地式、半埋地式的封闭、半封闭或敞口露天形态，长期遭受酸碱、大气、冲刷、微生物等多种腐蚀作用，极易发生结构破坏。其中，混凝土微生物的腐蚀破坏是污水系统中结构劣化的重要原因之一，严重影响着混凝土结构的寿命。混凝土微生物腐蚀会造成混凝土表面污损、表层疏松、骨料外露，严重时产生开裂，破坏整体结构。混凝土微生物腐蚀直接影响了城市污水系统的运行，同时对国民经济造成了巨大损失。此外，微生物腐蚀过程中还会生成H2S、CH4、NH3等挥发性毒性气体，对相关人员的生命健康也造成了极大的威胁。因此，微生物对混凝土的腐蚀问题亟待解决。
目前，国内外大量研究主要集中在混凝土微生物腐蚀机理以及防腐措施，但针对防腐措施的防腐效果评定缺乏相关标准及腐蚀装置。现有腐蚀测试方法及装置都存在严重缺陷：(1)部分研究采用浸泡试验，利用化学硫酸替代微生物产生的生物硫酸，这种试验方法不能模拟实际污水管道中的微生物生长代谢过程，与实际工程情况存在较大差距；(2)另一种常用的测试方法是现场腐蚀试验，将处理后的混凝土样品放入实际工程环境中，观察表征其性能变化，这种方式虽能真实地反应样品短期的抗侵蚀能力，但由于无法改变试验条件加速腐蚀，导致试验周期太长，无法表征样品长期的抗腐蚀性能；此外这种方式只针对某个特定的工程进行试验，得出的试验结果无法很好地广泛应用于其他工程环境。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种能够进行腐蚀机理研究、对防腐措施、防腐材料进行性能评估的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置
技术方案：本发明所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，包括腐蚀反应箱，所述腐蚀反应箱包括由透气层隔开的上部区域、下部区域；所述上部区域与第一腐蚀液存储罐连通，下部区域与第二腐蚀液存储罐连通；放置于下部区域的试件在第二腐蚀液的腐蚀下产生的气体穿过透气层进入到上部区域，与上部区域的试件接触；所述下部区域设有气体浓度检测计、pH检测计、温度计；还包括分别采集气体浓度、pH值、温度信息的数据采集及传输系统。
其中，所述腐蚀反应箱的下部区域与第二腐蚀液存储之间形成循环回路。
其中，所述第二腐蚀液存储罐上设有用于控制第二腐蚀液存储罐内温度的温度控制装置。
其中，所述第一腐蚀液存储罐放置SOB菌液，所述第二腐蚀液存储罐放置SRB菌液。
其中，所述第一腐蚀液存储罐顶部设有用于对试件释放腐蚀液的喷淋装置。
其中，所述喷淋装置在上部区域间隔设置。
其中，所述透气层为镂空板。
其中，所述第二腐蚀液存储罐与下部区域之间设有循环泵；所述第一腐蚀液存储罐与上部区域之间、所述第二腐蚀液存储罐与下部区域之间分别设有用于控制流速的流量控制器。
其中，所述腐蚀反应箱的下部区域设有隔断，用于形成水槽，目的是为了形成水流，同时便于混凝土试件的分组放置。
利用上述混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置模拟混凝土污水管道微生物腐蚀的方法，包括以下步骤：
(1)对腐蚀反应箱的上部区域、下部区域分别放置待模拟试件，将第一腐蚀液、第二腐蚀液分别输送至腐蚀反应箱的上部区域、下部区域；
(2)调节第一腐蚀液、第二腐蚀液的输送流量，并控制输送的第二腐蚀液温度，所述数据采集及传输系统采集不同流量下腐蚀反应箱内的气体浓度、pH值、温度信息，实现对混凝土污水管道微生物腐蚀情况的模拟。
其中，所述第一腐蚀液采用间断式方式输送，设置每间隔8-12h通入一次，每次持续15-30min。
有益效果：本发明与现有技术相比，取得如下显著效果：1、能够模拟实际污水管道中混凝土微生物腐蚀的过程，同时可以根据实际工程环境调节腐蚀反应箱中的温度及水流速度，调节水流，模拟研究不同污水流速下混凝土的腐蚀情况；2、通过调节腐蚀细菌的浓度及pH，加速模拟混凝土的微生物腐蚀过程，可以用于检测评定污水管道混凝土防腐材料的长期抗腐蚀性能；3、本发明为新型污水管道防腐材料及措施的检测提供了专用的实验装置。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明提供了一种用于模拟混凝土污水管道微生物腐蚀的实验装置，包括腐蚀反应箱1、第一腐蚀液存储罐19、第二腐蚀液存储罐17、数据存储计算机22。腐蚀反应箱1由3-4cm厚的钢化玻璃粘结构成。腐蚀反应箱1包括由透气层隔开的上部区域、下部区域。本实施例的透气层为可拆卸的镂空玻璃板，既能用于放置混凝土试件，也便于气体的扩散。放置于下部区域的试件6在第二腐蚀液的腐蚀下产生的气体穿过透气层进入到上部区域，与上部区域的试件6接触。本实施例中，腐蚀菌液采用实际污水管道中对混凝土危害最严重的两类细菌：硫酸盐还原菌、硫氧化菌，即，SRB菌、SOB菌。SRB菌液存储于第一腐蚀液存储罐17中，SOB菌液存储于第二腐蚀液存储罐19中。
腐蚀反应箱1的上部区域通过第一耐腐蚀输水管道3与连通。腐蚀反应箱1的上部区域设有第一进液口2，第一耐腐蚀输水管道3从第一进液口2伸入到上部区域内，第一耐腐蚀输水管道3上连接有喷淋装置4，用于对试件6释放腐蚀液；本实施例在腐蚀反应箱1的上部设有3排耐腐蚀橡胶输水管道3，每排输水管道上装有4个喷淋装置。第一腐蚀液存储罐内设有第一搅拌装置20。第一腐蚀液存储罐19与第一进液口2之间的第一耐腐蚀输水管道3上安装有第一进水阀21，第一进水阀21上安装有流量计。
腐蚀反应箱1的下部区域通过第二耐腐蚀输水管道11与第二腐蚀液存储罐17连通，并形成循环回路。腐蚀反应箱1的底部由3条玻璃板粘结隔断，形成4道水槽。腐蚀反应箱1的下部区域设有第二进液口13和出液口10。第二腐蚀液存储罐17与第二进液口13之间的第二耐腐蚀输水管道11上安装有第二进水阀14、进水泵15，第二进水阀14上安装有流量计；出液口10与第二腐蚀液存储罐17之间的第二耐腐蚀输水管道11上设有循环水泵。腐蚀反应箱1靠近底部装有气体浓度检测计7，pH监测计8，电子测温计9；其中，气体浓度检测计7的检测浓度范围为NH3：0-200ppm，H2S：0-100ppm。监测装置与电脑之间通过数据传输线相连，计算机记录存储腐蚀反应箱内数据。第二腐蚀液存储罐放置于恒温水浴箱中，通过恒温水浴箱调节输送到腐蚀反应箱1内液体的温度。第二腐蚀液存储罐内设有第二搅拌装置18。气体浓度检测计7、pH监测计8和电子温度计9分别用于监测腐蚀反应箱中的H2S气体浓度、SRB菌液的pH值变化以及反应箱中的温度情况，监测所得数据通过数据传输线23传输至计算机22中。
腐蚀反应箱1底部用来模拟实际工程中污水管道底部情况，污水管道底部污水中存在大量SRB，SRB通过还原硫酸盐生成H2S气体，部分H2S气体直接与混凝土接触并降低混凝土表面pH；污水中溢出的H2S气体挥发至上部，与上部混凝土接触；腐蚀反应箱1上部主要模拟污水管道顶部，污水管道顶部存活大量SOB，SOB将底部挥发的H2S气体氧化生成生物硫酸，对混凝土试件造成严重侵蚀。
本实施例的SRB菌液的配置方法为：将脱硫弧菌接种到Postgate’s C培养基中，每升培养基含1g氯化铵、1g酵母膏、0.5g磷酸氢二钾、0.3g柠檬酸钠、0.06g六水氯化钙、0.06g七水硫酸镁、3.5mL80％乳酸钠、1L灭菌海水和4mL浓度为1％的L-半胱氨酸盐酸盐，将上述培养基在密封条件下在恒温摇床中30～25℃震荡2天，恒温摇床转速为150r/min，得到SRB菌液。
本实施例的SOB菌液的其配置方法为：将氧化硫硫杆菌接种到培养基中，每升培养基含0.2g硫酸铵、3.93g磷酸氢二钾，0.5g七水硫酸镁，0.12g氯化钙和10g硫粉，用15％的硫酸调节培养基pH至3-4，将上述培养基在密封条件下在恒温摇床中30～25℃震荡2天，恒温摇床转速为150r/min，得到SOB菌液。
利用上述混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置模拟混凝土污水管道微生物腐蚀的方法，包括以下步骤：
(1)将一部分试件6放置于下部区域内，将另一部分试件6放置于中部的镂空玻璃板上；本实施例上部区域、下部区域分别放置4块试件6；
(2)SRB菌液通过耐腐蚀输水导管进入腐蚀反应箱中，通过第二进水阀门14调节流量大小，保证SRB腐蚀菌液没过腐蚀反应箱底部的混凝土试件，随后腐蚀菌液从出液口10排出，进入第二耐腐蚀输水导管11，通过循环水泵12再进入第二腐蚀液存储罐17中，从而形成循环系统；
SOB菌液通过第一耐腐蚀输水导管3进入腐蚀反应箱1中，通过第一进水阀门21调节流量，进入第一耐腐蚀橡胶管道3的SOB菌液通过喷淋装置4喷洒到混凝土试件6上；SOB菌液采用间断式通入腐蚀反应箱1中，设置每间隔8h通入一次，每次持续15min。
本实施例中，整个模拟腐蚀周期为30d，腐蚀试验完成后，将混凝土试件取出，观察表面腐蚀情况并测试其强度及pH值，综合表征混凝土的微生物腐蚀情况。
在上述模拟方法中，可以进行以下情况的模拟：一，通过恒温水浴箱16调节SRB菌液温度，研究水流温度对混凝土微生物腐蚀的影响；二，通过水泵15和进水阀门14调节SRB菌液的流速，研究水流速度对混凝土微生物腐蚀的影响；三，通过改变第一、第二腐蚀菌液存储箱19、17中的菌液浓度，加速模拟污水管道中混凝土微生物腐蚀过程，用于检测混凝土试件的长期抗微生物腐蚀性能。

Claims (10)

1.一种混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，包括腐蚀反应箱(1)，其特征在于，所述腐蚀反应箱(1)包括由透气层(5)隔开的上部区域、下部区域；所述上部区域与第一腐蚀液存储罐(19)连通，下部区域与第二腐蚀液存储罐(17)连通；放置于下部区域的试件(6)在第二腐蚀液的腐蚀下产生的气体穿过透气层进入到上部区域，与上部区域的试件(6)接触；所述下部区域设有气体浓度检测计(7)、pH检测计、温度计；还包括分别采集气体浓度、pH值、温度信息的数据采集及传输系统。
2.根据权利要求1所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述腐蚀反应箱(1)的下部区域与第二腐蚀液存储罐(17)之间形成循环回路。
3.根据权利要求1所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述第二腐蚀液存储罐(17)上设有用于控制第二腐蚀液存储罐(17)内温度的温度控制装置(16)。
4.根据权利要求1所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述第一腐蚀液存储罐(19)放置SOB菌液，所述第二腐蚀液存储罐(17)放置SRB菌液。
5.根据权利要求1所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述腐蚀反应箱(1)的上部区设有用于对试件(6)释放腐蚀液的喷淋装置(16)。
6.根据权利要求5所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述喷淋装置(16)在上部区域间隔设置。
7.根据权利要求1所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述透气层(5)为镂空板。
8.根据权利要求1所述的混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置，其特征在于，所述第二腐蚀液存储罐(17)与下部区域之间设有循环泵(12)；所述第一腐蚀液存储罐(19)与上部区域之间、所述第二腐蚀液存储罐(17)与下部区域之间分别设有用于控制流速的流量控制器。
9.一种利用混凝土污水管道微生物腐蚀模拟装置模拟混凝土污水管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(A)对腐蚀反应箱(1)的上部区域、下部区域分别放置待模拟试件(6)，将第一腐蚀液、第二腐蚀液分别输送至腐蚀反应箱(1)的上部区域、下部区域；
(B)调节第一腐蚀液、第二腐蚀液的输送流量，并控制输送的第二腐蚀液温度，所述数据采集及传输系统采集不同流量下腐蚀反应箱(1)内的气体浓度、pH值、温度信息，实现对混凝土污水管道微生物腐蚀情况的模拟。
10.根据权利要求9所述的模拟混凝土污水管道微生物腐蚀的方法，其特征在于，所述第一腐蚀液采用间断式方式输送，设置每间隔8-12h通入一次，每次持续15-30min。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114993921A (zh) * 2022-04-21 2022-09-02 北京科技大学 一种足尺污水模拟系统加速腐蚀试验方法及装置
CN115078234A (zh) * 2022-05-06 2022-09-20 北京科技大学 一种可模拟重力流污水管道水力条件的微生物腐蚀试验装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107044952A (zh) * 2017-04-25 2017-08-15 石家庄铁道大学 一种模拟不同水力条件下污水管内混凝土的腐蚀装置
CN107741395A (zh) * 2017-12-01 2018-02-27 石家庄铁道大学 模拟非满流污水管道混凝土腐蚀的实验装置及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107044952A (zh) * 2017-04-25 2017-08-15 石家庄铁道大学 一种模拟不同水力条件下污水管内混凝土的腐蚀装置
CN107741395A (zh) * 2017-12-01 2018-02-27 石家庄铁道大学 模拟非满流污水管道混凝土腐蚀的实验装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114993921A (zh) * 2022-04-21 2022-09-02 北京科技大学 一种足尺污水模拟系统加速腐蚀试验方法及装置
CN115078234A (zh) * 2022-05-06 2022-09-20 北京科技大学 一种可模拟重力流污水管道水力条件的微生物腐蚀试验装置

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