一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法与流程

本发明属于污水处理，具体属于污水处理与化学技术的交叉领域，尤其涉及一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法。

背景技术：

1、随着国内污水处理事业的发展，装配式、一体化式结构体系逐渐替代传统土建式工程，碳钢、不锈钢等材料的管道及设备在城镇污水处理厂的应用也愈加广泛。然而，污水含有的厌氧微生物在管道内较长的停留时间，使其已形成的生物膜下区域极易发生局部厌氧，恶化腐蚀；而高含量的cl-具有极强的穿透性，极易引起电化学腐蚀。腐蚀处理对污水处理厂管网及设备使用寿命的长短起着关键作用，直接影响厂区的稳定生产和安全。

2、污水处理厂初建时，往往采用碳钢除锈后进行喷漆加强防腐，不够低碳环保；并且在使用后期，对污水处理厂停产放空进行管道及设备的维修或改造存在诸多问题，如活性污泥的流失、填料的整体垮塌等，严重影响整体生产计划安排。如何环境友好且可持续地解决碳钢管材腐蚀问题，实现污水处理厂管道及设备的长期使用现已不可忽视，亟待解决。

3、当前，污水处理主要面临进厂碳源缺乏的问题，导致系统脱氮除磷效果不佳，需要大量的外加碳源来提高可生化性。而常见的碳源如甲醇、乙酸钠和葡萄糖等，他们虽更易被反硝化细菌利用，但其低毒性、单一作用性和高药耗成本，使得寻找使用性价比更高、综合素质更优的碳源成为未来污水处理行业的重要改革方向。

4、如何解决上述技术问题，长期困扰该技术领域的技术人员。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供了一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法该，该方法具有简单高效、无毒无害、水溶性好、持续有效等显著特点，能够实现在无需工程措施的前提下进行原位防腐且不改变材料性能。

2、本发明通过以下技术手段解决上述问题：

3、一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，包括如下控制步骤：

4、步骤1）基于厂区污水处理规模，向污水管道内实时定量添加d半胱氨酸（d-cys），采用闭环控制方案，控制管道内d半胱氨酸（d-cys）的浓度为0.8 mm至1.2mm；

5、步骤2）通过静态混合器将管道内d半胱氨酸（d-cys）和污水充分混匀，并使混匀污水与管道内壁充分接触；

6、步骤3）实时检测系统的污水进水水质，检测指标包括总氮数值、氨氮数值和总磷数值，以控制生化池外加碳源的投加量。

7、优选的，所述d半胱氨酸（d-cys）采用连续投加的方式。

8、优选的，所述静态混合器采用sk型混合器、或svl-300型静态混合器。

9、优选的，所述控制生化池外加碳源的投加量包括如下计算方法：

10、脱氮除磷的碳源投加量c按c=cn+cp计算，其中： cn是脱氮必须投加的外部碳源量，cp是除磷必须投加的外部碳源量；

11、脱氮必须投加的外部碳源量cn按cn=5n计算，其中：5为反硝化1kgno-3-n需投加外部碳源，n为需要外部碳源去除的tn量，需用外部碳源反硝化去除的氮量n按n=ne-ns计算，式中： ne为二沉池出水实际tn浓度（mg/l）；ns为二沉池tn排放标准；

12、除磷必须投加的外部碳源量cp按cp=15p-c计算，式中：15为cp比，p为需要外部碳源去除的tp量，c为进出水的碳源差值，需用外部碳源去除的tp量按p=pe-ps计算，式中：pe为出水tp浓度，ps为二沉池tp排放标准。

13、优选的，所述闭环控制方案包括电磁流量计（2）、加药装置（3）和控制器（6），其中：

14、所述电磁流量计（2）安装在管道进口端（1）和中间管道（4）之间，所述中间管道（4）与管道出口端（7）之间安装有静态混合器（5）；

15、所述加药装置（3）布置在中间管道（4）上；

16、所述控制器（6）基于电磁流量计（2）的反馈信息，实时控制加药装置（3），保证管道内d半胱氨酸（d-cys）的浓度为0.8 mm至1.2mm。

17、优选的，所述控制管道内d半胱氨酸（d-cys）的浓度为1mm。

18、发明的一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法具有以下有益效果：

19、本发明使用d半胱氨酸（d-cys）解决现有污水处理厂管道腐蚀和外加碳源投加成本较高两个问题，对碳钢管道设备的腐蚀抑制率可达75 %以上，此时d-cys的投加量能够减少污水处理厂脱氮除磷对外加碳源的需要量，该方法使用的防腐剂及碳源具有无毒无害、水溶性好、持续有效等显著特点。

20、新建污水处理厂可直接采用简单高效、环保低碳的d-cys作为防腐剂，达到管道及设备防腐的目的。

21、已建成投产使用的污水处理厂能够在无需工程措施、不停产放空的情况下，进行碳钢管道的原位防腐，不影响厂区整体生产安排，保障生产计划和生命财产安全。

22、根据前期d-cys投加量，调节生化池中外加碳源的投加量，降低外加碳源的投加成本，确保出水水质稳定达标。

技术特征：

1.一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，包括如下控制步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，所述d半胱氨酸（d-cys）采用连续投加的方式。

3.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，所述静态混合器采用sk型混合器、或svl-300型静态混合器。

4.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，所述控制生化池外加碳源的投加量包括如下计算方法：

5.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，所述闭环控制方案包括电磁流量计（2）、加药装置（3）和控制器（6），其中：

6.根据权利要求1所述的一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，其特征在于，所述控制管道内d半胱氨酸（d-cys）的浓度为1mm。

技术总结
本发明公开了一种基于氨基酸碳源的碳钢管材防腐方法，属于污水处理技术领域，具体属于污水处理与化学技术的交叉领域，该方法适用于抑制由厌氧微生物引起的碳钢管材及水处理构筑物腐蚀，通过在污水处理厂原水中投加合适质量的D‑Cys，由静态混合器将D‑Cys和污水充分混匀，使得管道内污水D‑Cys的浓度保持在0.8 mM至1.2mM，利用D‑Cys对碳钢的双重防腐作用，一是通过改变厌氧微生物的细胞形态以抑制厌氧生物膜，破坏局部厌氧环境；二是在碳钢表面形成D‑Cys自组装膜，隔离腐蚀介质，达到污水处理厂管材及构筑物防腐的目的。与现有技术相比，该方法具有简单高效、无毒无害、水溶性好、持续有效等显著特点，能够实现在无需工程措施的前提下进行原位防腐且不改变材料性能。

技术研发人员：任媛媛,程军,刘梦梅,吴云苹,李满文,周文棋,武迪
受保护的技术使用者：陕西省水务集团环境技术运维有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24