地埋式农村生活污水处理设备材质的选择与应用

随着乡村振兴战略的深入推进和农村人居环境整治要求的不断提高，地埋式生活污水处理设备因其占地小、处理效率高、环境影响小、运行维护相对简便等优点，在农村地区得到了广泛应用。选择合适的设备材质是确保污水处理系统长期稳定、高效运行和降低全生命周期成本的关键因素。本文将重点探讨地埋式农村生活污水处理设备的主要材质及其特点，以期为相关建设提供参考。

一、主流材质类型及其特点

1. 碳钢（普通钢）
这是早期应用较为广泛的材质。其优点是强度高、结构稳定、加工工艺成熟且初期投资相对较低。但其致命弱点是耐腐蚀性较差，尤其是在长期接触污水、土壤和潮湿环境的埋地条件下，极易发生电化学腐蚀，导致设备锈蚀、穿孔，严重缩短使用寿命，后期维护和更换成本高昂，且存在污染土壤的风险。因此，除非进行非常严格的、长效的防腐处理（如多层重防腐涂层或玻璃钢衬里），否则在现代农村污水处理项目中已不推荐作为首选。

2. 玻璃钢（FRP）
玻璃钢，即纤维增强塑料，是目前地埋式污水处理设备的主流和优选材质。它由玻璃纤维与树脂（如不饱和聚酯树脂、乙烯基树脂等）复合而成。其显著优势包括：

• 卓越的耐腐蚀性：能耐受生活污水中各种酸碱盐及微生物的侵蚀，无需额外防腐处理。

• 轻质高强：重量仅为钢材的1/4至1/3，但强度可与高级合金钢媲美，便于运输和安装。

• 使用寿命长：在正确设计和生产下，使用寿命可达30年以上，远高于普通碳钢。

• 整体性好，密封性佳：可一体化成型，减少连接点，有效防止渗漏。

- 绝缘、保温性能好。
根据工艺要求，设备可设计为整体式或拼装式，灵活适应不同处理规模。

3. 聚乙烯（PE）/高密度聚乙烯（HDPE）
聚乙烯材质，特别是高密度聚乙烯，通过滚塑或吹塑工艺可制成一体成型的大型罐体。其主要特点有：

• 优异的耐腐蚀性和无毒特性：化学性质稳定，适合储存和处理生活污水，不会造成二次污染。

• 良好的韧性和抗冲击性：能适应一定的地基沉降和外部压力。

• 内壁光滑：不易挂膜结垢，水力条件好。

- 安装便捷：重量轻，现场施工量小。
但其刚度和耐温性通常低于玻璃钢，大型设备可能需要加强结构设计以防止变形。

4. 不锈钢
主要指304或316等型号的不锈钢。其优点是强度高、耐腐蚀性好（尤其316不锈钢耐氯离子腐蚀更强）、外观美观、使用寿命长。但缺点是成本高昂，作为地埋式设备的主体材质经济性较差，通常用于设备中的关键部件、附件（如栏杆、爬梯、管道接口）或对材质有特殊要求的工艺段。

5. 钢筋混凝土
适用于处理规模非常大的集中式污水处理站。优点是结构坚固、耐久性极好、使用寿命长、成本相对较低（对于大型构筑物）。缺点是施工周期长、工艺复杂、对防渗要求极高（一旦渗漏维修困难）、自重巨大，且灵活性差，不适合分散式、小规模的农村典型应用场景。

二、材质选择的关键考量因素

在选择地埋式农村生活污水处理设备材质时，应综合评估以下因素：

1. 水质与腐蚀性：生活污水中含有有机物、氨氮、磷酸盐、洗涤剂及少量油脂，具有一定的腐蚀性。材质必须能长期耐受这种环境。
2. 土壤与环境条件：考虑土壤的酸碱性、含水量、地下水位、氯离子含量以及当地冻土层深度等。这些因素直接影响材质的腐蚀速度和设备的受力情况。
3. 处理工艺与结构形式：不同的生物处理工艺（如A/O、A²/O、MBBR、SBR等）对池体结构、分隔、曝气或搅拌装置有不同要求，材质需满足相应的功能性和安装需求。
4. 使用寿命与全生命周期成本：不能仅看初期投资。玻璃钢和优质PE材质虽然单价比普通碳钢高，但其长达数十年的免维护或低维护特性，使其全生命周期成本更具优势。
5. 运输与安装条件：农村地区往往道路和施工条件有限，轻质、可模块化拼装的设备（如玻璃钢、PE）更具适用性。
6. 运维管理便利性：材质应便于日常检查、清洁和必要的维修。

三、结论与建议

综合比较，玻璃钢（FRP） 是目前最适用于地埋式农村生活污水处理设备的主体材质，在耐腐蚀性、强度、重量、寿命和综合经济性方面取得了最佳平衡。高密度聚乙烯（HDPE） 一体成型罐体也是优秀的选择，尤其适用于中小型规模、标准化的处理单元。

建议在农村污水处理项目设备选型时：

• 优先选用玻璃钢或食品级HDPE材质的成熟品牌产品，确保材料质量和工艺水平。
• 严格审查材质证明、产品检测报告及工程案例。
• 对于碳钢材质，除非有特殊设计且防腐等级极高（并承诺质保期限），否则应慎重选用。
• 注重设备的整体设计与制造工艺，确保结构强度、密封性和各功能模块（如曝气、填料、污泥回流等）与主体材质的兼容性与可靠性。

通过科学选择设备材质，可以从源头保障农村生活污水处理设施“建得起、用得好、管得久”，为持续改善农村水环境奠定坚实的硬件基础。