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防治污水处理厂的腐蚀

废水系统是每个社区基础设施的组成部分。在理想的世界中,它们运行平稳且持久。但是污水和水处理系统中的生物转化过程是传统植物的“天敌”,经常导致修复昂贵的混凝土和金属元素的损坏。因此,在需要翻新或更换单个部件之前,废水系统的使用寿命不超过十年并不罕见。生物过程中释放的有毒气体,如硫化氢,也会造成严重的健康风险,导致一系列症状,从刺激到呼吸衰竭和死亡。

TU Graz和格拉茨大学的跨学科研究小组在水研究期刊上发表文章,概述了旨在防止所谓的微生物诱导混凝土腐蚀(MICC)的策略。该研究团队由两名TU Graz员工组成 - 应用地球科学研究所的Cyrill Grengg和建筑材料技术与测试研究所的Florian Mittermayr以及格拉茨大学分子生物科学研究所的GüntherKoraimann。

微生物引起的混凝土腐蚀:视而不见而不是答案

TU Graz应用地球科学研究所的Cyrill Grengg解释说:“MICC经常以每年一厘米或更多的速度腐蚀废水处理厂中常用的混凝土类型。因此,混凝土构件可能在短短几年内被破坏,对废水系统造成重大损害。“研究人员表示,通常缺乏对这些过程的认识以及对废水基础设施和人类健康造成的威胁。 。“关闭井盖并向另一个方向寻找不是答案,”格伦格补充道。仅在德国,废水系统维修的经济影响每年约为4.5亿欧元。虽然奥地利目前没有数据,但可以推断出成本并将其应用于其他欧洲国家。

废水处理设施中的微生物诱导酸腐蚀(MICC)来自一系列生物硫酸盐还原反应,然后再氧化。最初,压力管道中的硫酸盐或静置废水在厌氧或无氧条件下被细菌减少,形成硫化氢。这种辛辣,剧毒的气体进入下水道空气并扩散到下水道和人孔中。自养细菌的再氧化发生在甚至不与废水接触的混凝土墙壁上。这些微生物产生硫酸,其与混凝土结构元件反应。正如格拉茨大学分子生物科学研究所的GüntherKoraimann所详细研究这些过程所解释的那样:“这导致在混凝土表面上剧烈形成生物膜,将pH值降低至低于2,换言之,高度酸性,并且主要以石膏的形式广泛形成新矿物质。这些过程的结合导致混凝土的快速破坏。“

整体解决方案

格拉茨科学家使用跨学科研究方法研究整体解决方案。在与微观结构和微生物过程的深入研究之后,与达姆施塔特工业大学建筑与建筑材料研究所密切合作,开发出新的抗MICC材料。在这种情况下,地聚物混凝土被证明特别适合承受酸腐蚀。在开发这种建筑材料时,耐酸性是非常理想的特性,高抗菌性表面也是如此,研究团队在这些表面上取得了重大进展 - 触发初始氧化过程的微生物首先无法在这些表面上沉淀。反过来,这可以防止硫酸的形成。

TU Graz技术与建筑材料测试研究所的Florian Mittermayr评论道:“我们用比传统类型混凝土具有更长寿命的材料取得了一些非常有希望的成果。使用这些持久耐用的材料将使运营商能够翻新受损的废水系统,显着延长其使用寿命,并减轻当地政府和废水协会的财务负担。“研究人员在本期杂志上发表了关于MICC预防的最新发现水研究。

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