По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 696/697(082)

Альтернативный метод защиты канализационных коллекторов от коррозионного разрушения

В. М. Васильев д-р техн. наук, профессор, профессор-консультант кафедры водопользования и экологии, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург
Ю. В. Столбихин канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры водопользования и экологии, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург

В статье приводятся сведения о микробиологической (газовой) коррозии канализационных коллекторов и сооружений на них. Представлены результаты осмотра сооружений в г. Санкт-Петербурге. Приведены результаты эксперимента по определению стойкости защитных покрытий, проведенных в камере гашения напора в г. Новосибирске. В работе рассматриваются известные методы борьбы с коррозией и предлагается новый. Этим способом выступает аэрация сточной жидкости в камере гашения напора за счет естественной эжекции воздуха в подводящий напорный трубопровод. Представлена схема эффективной конструкции камеры гашения напора, позволяющая реализовать предлагаемый способ. Описаны проведенные опыты по моделированию конструкции камеры гашения напора и даны оптимальные значения ее геометрических параметров. Также в статье представлено инженерное решение по совместному размещению камеры и газоочистной установки на канализационном коллекторе. Проведено экономическое сравнение предлагаемого способа с двумя наиболее часто используемыми для защиты коллекторов – футеровкой стеклопластиковыми трубами и покрытием стенок полимерсиликатным составом «Конусит КК-10». Произведен анализ стоимости осуществления способов для различных вариантов диаметров коллектора и его протяженности, а также за различные периоды времени. Доказана эффективность предлагаемого авторами альтернативного способа борьбы с коррозией.

Литература:

1. Zhang L., De Schryver P., De Gusseme B., Verstraete W. Chemical and biological technologies for hydrogen sulphide emission control in sewer systems: A review // Water Research. – 2008. – № 42. – Р. 1–12.

2. Wells P., Melchers R. Factors involved in the long term corrosion of concrete sewers (Paper 54). In Conference Proceedings: Corrosion and Prevention 2009 // The Management of Infrastructure Deterioration. – Coffs Harbour, Australia, 2009. – Р. 15–18.

3. Розенталь Н. Коррозия и защита бетонных и железобетонных конструкций сооружений очистки сточных вод // Бетон и железобетон. Оборудование, материалы, технология. – 2011. – № 1. – С. 96–103.

4. Hewayde E., Nehdi M. Effect of geopolymer cement on microstructure, compressive strength and sulphuric acid resistance of concrete // Magazine of Concrete Research. – 2006. – № 58(5). – Р. 321–331.

5. Васильев В. с соавт. Разрушение канализационных тоннелей и сооружений на них вследствие микробиологической коррозии Водоснабжение и санитарная техника. – 2013. – № 9. – С. 67–76.

6. Васильев В. с соавт. Методы антикоррозионной защиты тоннельных коллекторов и сооружений на них // Водоснабжение и санитарная техника. – 2015. – № 1. – С. 202–210.

7. Дрозд Г. Коррозионное разрушение, прогнозирование степени агрессивности эксплуатационной среды и обеспечение надежности канализационных коллекторов на стадии проектирования // Вода и экология: проблемы и решения. – 2013. – № 1. – С. 40–58.

8. Tanaka N., Hvitved-Jacobsen T., Ochi T., Sato N. Aerobic–anaerobic microbial wastewater transformations and reaeration in an air-injected pressure sewer // Water Environment Research. – 2000. – № 72(6). – Р. 65–674.

9. Столбихин Ю. Исследование процесса эжекции воздуха в камере гашения напора // Вестник гражданских инженеров. – 2015. – № 3(50). – С. 202–210.

10. Столбихин Ю. (2016). Разработка методов предотвращения коррозии канализационных коллекторов и сооружений на основе совершенствования камер гашения напора: дис. ... канд. техн. наук. – СПб.: СПбГАСУ.

11. ГН 2.1.6.695-98 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

12. George R.P., Vinita Vishwakarma, Samal S.S., Kamachi Mudali U. Current understanding and Future Approaches for Controlling Microbially Influenced Concrete Corrosion: A Review // Concrete research letters. – 2012. – № 3(3). – Р. 491–506.

13. Lynne S.N., Grubb B.P., Welle T.J., Hausauer J.A. Case Study – Fargo, North Dakota: Hydrogen Peroxide for Regeneration of Ferrous Chloride, an Innovative Approach to Hydrogen Sulfide Control // Proceedings of the Water Environment Federation, WEFTEC 2009. – 2009. – Session 21 through Session 30. – Р. 1119–1131.

14. Zhang L., Keller J., Yuan Z. Inhibition of sulfate-reducing and methanogenic activities of anaerobic sewer biofilms by ferric iron dosing // Water Research. – 2009. – № 43(17). – Р. 4123–4132.

В России эксплуатируются сотни километров подземных канализационных тоннелей и трубопроводов, значительная часть которых выполнена из железобетона. Отмечается большое количество аварий железобетонных коллекторов и сооружений на них, транспортирующих сточные воды, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Краснодаре, Уфе, Набережные Челны, Курске и многих других городах страны.

Основная причина разрушения канализационных коллекторов и сооружений на них – микробиологическая (также известная в литературе как газовая) коррозия. В результате микробиологической коррозии разрушаются железобетонные элементы конструкций и технологическое оснащение канализационных коллекторов, что нарушает отведение сточных вод и наносит вред окружающей среде (Zhang et al, 2008; Wells and Melchers, 2009; Розенталь, 2011; George, 2012). Иногда последствия обрушения коллектора имеют катастрофичные последствия, приводят к гибели людей, а также к колоссальному экологическому ущербу в случае попадания сточных вод в водные объекты (Столбихин, 2016).

Проблема микробиологической коррозии является общемировой. Ущерб от микробиологической коррозии мировому водному хозяйству исчисляется миллиардами евро в год (Zhang et al, 2008; Wells and Melchers, 2009). Только в Германии затраты, связанные с ремонтом канализационных сооружений, разрушенных в результате коррозии, превысили 50 млрд долларов США (Hewayde and Nehdi, 2006). На Украине только за последние годы с 2012 по 2016 г. зафиксирован ряд аварий в Киеве, Днепропетровске и других городах (Столбихин, 2016).

Проведенные нами исследования на канализационных шахтах Санкт-Петербурга (рис. 1) подтвердили микробиологическую природу процессов коррозионного разрушения, а также тот факт, что гидравлический и аэродинамический режимы в шахте оказывают влияние на состояние коллектора после нее (Васильев с соавт., 2013). Наличие напорного водовода, подводящего стоки к рассматриваемому сооружению, также является дополнительным усугубляющим фактором.

Для Цитирования:
В. М. Васильев, Ю. В. Столбихин, Альтернативный метод защиты канализационных коллекторов от коррозионного разрушения. Строительство: новые технологии - новое оборудование. 2021;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: