Перекачка сточных вод. Газовая коррозия в водоотводящих коллекторах, страница 4

К числу таких солей относятся гипс (Са SО₄) (увеличение в объёме почти в 2 раза) и сульфоалюминат кальция  (соль Деваля - 3СаО×Аl₂O₃×3CaSO₄×3O×H₂O) (увеличение объёма в 22,5 раза). Этот вид коррозии наиболее распространён в водоотводящих каналах.

Углекислый газ (в избытке) взаимодействует с гидроксидом кальция Са(ОН)₂, образуя углекислый кальций СаСО₃, малорастворимый в воде. Дальнейшая реакция СаСО₃ с СО₂  приводит к образованию хорошо растворимой в воде соли двууглекислого кальция Са(НСО₃)₂: бетон разрушается, так как происходит вымывание этой соли из тела бетона.

Окислы азота образуют в бетоне хорошо растворимые нитраты и нитриты, способные вызвать интенсивную коррозию.

Таким образом конденсат, газы и микроорганизмы способствуют значительному уменьшению содержания Са(ОН)₂  в бетоне (с 64 % до 12 %) и увеличению сульфатов (с 1,5 % до 42 %).

О содержании сероводорода в воде можно судить по количеству сульфидов. Сульфиды делятся на растворимые и нерастворимые. Растворимые: Н₂S, НS^-, S^2-; нерастворимые: FеS, ZnS - выпадают в осадок.

Для частично заполненных коллекторов (самотечных), при концентрации О₂ в стоках меньше 0,5 мг/л, когда начинается процесс превращения сульфатов в сульфиды, предложена формула определения сульфидных соединений:

dS/dt= M(БПК₅)1,07^T-20/R - N(iV)^3/8/h,

где dS/dt - скорость изменения концентрации сульфидов, мг/(л×ч);

      S - общая концентрация сульфидных соединений, мг/л;

      Т - температура сточных вод;

      R - гидравлический радиус трубы, м;

      h - средняя глубина жидкости в коллекторе, м;

      V - скорость течения сточной воды, м/с;

       i - уклон трубы;

      M и N - коэффициенты:

n для труб d < 1 м М = 0,32 × 10^-3; N = 0,64 ÷ 0,96;

n для труб d > 1 м М = 0,50 × 10^-3; N = 0,64 ÷ 0,96.

Недостатком формулы является отсутствие учёта влияния следующих важных факторов: рН  и состав сточных вод, содержание О₂ в стоках и в атмосфере коллектора. Те же недостатки характерны и для тестовой формулы, прогнозирующей возможность появления сульфидной коррозии. Однако эта формула, широко известная специалистам на Западе, может использоваться проектировщиками для выбора наиболее оптимальных условий транспортирования сточной воды.

Z= 3БПК₅ × 1,07^Т-20 × (c/b)/(i^1/2Q^1/3),

где Z - относительная величина (безразмерная);

      i -  уклон трубы;

     Q - расход, л/с;

     c - смоченный периметр, м;

     b - ширина свободной поверхности потока, м.

Если Z = 500 - концентрация сульфидов незначительна и проблема с газовой коррозией отсутствует.

Если  Z = 7500 - концентрация сульфидов в пределах 0,0 - 0,1 мг/л; возможна коррозия в местах повышенной турбулентности.

Если Z = 10000 - концентрация сульфидов достаточна для появления неприятных запахов и сильной коррозии в зонах повышенной турбулентности.

Если Z = 15000 - наблюдаются сильные запахи и сильная коррозия со скоростью разрушения стенки труб примерно 1 мм/год.

Если Z = 25000 - очень высокая концентрация сульфидов в сточных вода; скорость коррозии более 2 мм/год.

10.2. Методы  борьбы с газовой коррозией

Предлагаются следующие направления по борьбе с газовой коррозией.

1. Сведение к минимуму условий, способствующих образованию сероводорода  в сточных водах и выделению его в атмосферу коллектора.

2. Создание условий в подсводном пространстве коллектора, исключающих образование на стенках коллектора серной кислоты.

3. Разработка новых строительных материалов и защитных покрытий, стойких к действию малоконцентрированной серной кислоты (концентрация  серной кислоты на стенке коллектора не превышает 5 %).

Методы борьбы с газовыделением и газовой коррозией представлены  на схеме рис.76.

Первое направление

1. Механическое удаление иловых отложений производится на участках коллектора с уклонами, не обеспечивающими полный смыв осадка в период максимальных расходов. Остающийся осадок является питательной средой для бактерий, продуцирующих сероводород, углекислый газ и другие газы.

          2. Химическая обработка - добавление химических реагентов c целью:

·  уменьшения скорости падения рН сточной жидкости (её подщелачивание);