大型供暖项目蓄水池对软化水硬度影响及防水材料选择

常 亮

(太原市热力集团有限责任公司，山西太原 030012)

1 概述

随着城市框架的扩展，供热管网不停扩张。如果只通过软化自来水应对管网的应急补水，不能保障补水问题快速解决，对民生等社会效益带来影响。所以，为大型的供暖项目配备软化水蓄水池势在必行。

太原市热力集团有限责任公司太古供热分公司热网设计供热面积7 600万m2，中继能源站(热源)位于下游系统最高点，为系统回水压力最低点，也是系统最主要补水点，对热网安全运行极其重要。由于自来水来水能力有限，为保证系统安全，建有8 000 m3左右的地下事故泄水池，用于储存软化水作为应急备用。现水池内壁为水泥抹平压光，在运行过程中发现水池内水质硬度偏高，且有持续增加的趋势。

2 理论分析

根据实地观察，事故泄水池内壁为混凝土结构，与水直接接触的物质为硬化后的水泥。水泥是通过石灰石、黏土和其他校正物质经过磨细、煅烧而成，主要化学物质为CaO，SiO2，Al2O3等。水泥加水搅拌后硬化形成水泥石，对水质硬度有直接影响的钙离子发生如下反应:

通过以上变化了解到硬化后的水泥含有大量的Ca(OH)2。Ca(OH)2微溶于水，其溶解的离子变化为:Ca(OH)2(s)Ca2++2OH－。事故泄水池内水为软化水，水中钙离子已经被处理，在与水泥石接触后促进了Ca(OH)2的溶解，使得水中Ca2+浓度增大，水体硬度随之增加。一段时间后，水质硬度不再符合供热生产的标准。蓄水池内壁长时间的被软水腐蚀会影响水池内壁的强度，存在一定程度的安全隐患。混凝土为复杂的化合物，随着墙壁硬度下降、空隙增大还会有一些其他物质溶于水中对系统造成危害。

3 实际生产中的数据分析

图1 中继能源站（热源）软化水制备、储存和补充流程图

软水箱和事故泄水池可相互补水。在正常状态下，由软化自来水向软水箱注水，再向供热管网补水。在应急状态下，由事故泄水池向软水箱注水，见图1。

通过统计水处理车间记录的2018.1.5～2018.2.25 软水罐、水箱以及事故泄水池水质硬度化验数据，得到以下曲线，如图2所示。

图2 事故泄水池、软水罐、水箱内水质硬度变化曲线

通过《事故泄水池、软水罐、水箱内水质硬度变化曲线》做如下分析:

1)根据软水罐内软化水的化验数据，车间软水设备运行正常。经过软水设备处理过的水，水质情况良好。

2)水箱的水质硬度一直处于软水罐和事故泄水池之间，水箱硬度的上升为事故泄水池向水箱注水造成，水箱对于软化水没有影响。

3)事故泄水池水质硬度一直处于不达标的状态。随着时间的推移，事故泄水池内软化水的硬度在逐渐增加，而软水罐内的软化水硬度没有明显提高，可以确定为事故泄水池内壁矿物离子溶解到水中，造成水质硬度的提高。

所以，为保障循环水水质，需要对事故泄水池面层做防水处理。

4 防水材料的选择

要做好蓄水池的防水工程应从选材、设计、施工等方面进行。在设计上根据各个防水部位的工程特点、设防要求、使用部位施工环境等，结合防水材料的特点合理地选用防水材料，制订合理的防水工程设计方案，通过施工予以实施。因此合理地选用防水材料是一个完善防水工程的基础。

以供暖系统软化水蓄水池为背景条件，防水层长期泡水，在选择防水材料时候重点考虑材料的耐水性、低温柔度好、耐腐蚀、抗裂变、长久的使用寿命和不会影响软化水水质。

常规防水材料分为两大类:防水涂料与防水卷材。地下蓄水池选用防水卷材常会因为连接部位处理不好而导致渗漏，或是因为粘贴卷材的胶体与卷材的老化程度不一致，导致开裂，引起渗漏。防水涂料具有更好的连贯性，能较好地解决因开裂导致的渗漏问题，见表1。

通过表1中的优缺点比较可以看出来聚合物水泥防水涂料和水泥基渗透结晶型防水涂料含有水泥成分，达不到应有的防水效果。聚氨酯防水涂料环保效益差，有刺激性气味，不利于有限空间作业。沥青类和改性沥青类防水涂料的耐用性不强。

TJ复合防腐防水涂料为双组分水乳型弹性涂料，缓解了聚合物乳液防水涂料耐水性差的缺点。TJ复合防腐防水涂料与其他涂料相比，更能够满足供暖系统蓄水的要求。在使用中其涂刷厚度不小于1.5 mm，涂料用量不小于 3.0 kg/m2，如表2，表 3所示。

表1 常规防水涂料优缺点比较表

表2 TJ复合防腐防水涂料具体性能指标表

表3 TJ复合防腐防水涂料每平方米成本预算表

以太原市热力集团有限责任公司太古供热分公司为例，用于蓄水的事故泄水池共两个，水池长、宽、高分别为36 m，24 m，5.8 m，设计储水量为8 000 m3，水池内壁面积为4 848 m2。根据上文的用量和预算，事故泄水池做防水大约需要41.72万元的费用。1 m3的软水成本在10元左右，8 000 m3的软化水需要8万元。TJ复合防腐防水涂料的有效使用年限在10年左右。所以，将蓄水池的水排掉重制5次～6次的费用就相当于将蓄水池做防水防护使用10年的成本，有一定的经济性。

5 结论

1)大型集中供热项目必须建设较大容量的储水空间，并需要特别注意储水空间的内壁处理，确保水质符合要求。

2)从实用性和经济性上面来说，采用TJ防腐防水涂料更能符合大型供暖项目应急补水蓄水池防水的运行要求。

6 结语

随着我国城市化进程的推进，城市人口、城市规模会不断提升。对于城市集中供热的要求会越来越高，保障供热系统的稳定为重中之重， 而蓄水池为系统软化水供给提供了稳定保障。随着科技的进步，会有越来越成熟的防水材料出现，来满足生产需要。