что значит испарение канализационных газов

Процесс образования сероводорода в канализации и последствия его выделения в окружающую среду

Дата публикации: 21.05.2020 2020-05-21

Статья просмотрена: 677 раз

Библиографическое описание:

Габибов, Р. А. Процесс образования сероводорода в канализации и последствия его выделения в окружающую среду / Р. А. Габибов, А. М. Телятникова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 21 (311). — С. 463-465. — URL: https://moluch.ru/archive/311/70408/ (дата обращения: 05.12.2021).

В статье авторы описывают процесс образования сероводорода в канализации и последствия его выделения в окружающую среду

Ключевые слова: канализация, сероводород, экология.

Для обеспечения своевременной и качественной транспортировки стоков, к настоящему моменту создана сложная канализационная сеть. Сточные воды, транспортируемые в данной системе, могут содержать в себе различные биологические и химические загрязнения. Многокомпонентность состава, разнообразность фракций протекающей смеси, а также непостоянство гидродинамики потока приводят к выпадению осадка в лотки сетей и сооружений, а также обрастанию биопленкой стенок коллекторов. Далее в выпавшем осадке идут процессы брожения, сопровождающиеся выделением метана и аммиака. Жизнедеятельность бактерий в закрепившейся биопленке влечет за собой выделение в водную среду сероводорода и углекислого газа. Частично образовавшиеся газы остаются в растворенном виде в сточной воде, другая же их доля выделяется в подсводное пространство канализационных сетей и распространяется по ним.

Из подсводного пространства канализационных сетей через неплотности люков, вентиляцию и дождеприемники (в общесплавных системах) образовавшиеся газы попадают в окружающую среду. Наиболее часто встречающимся последствием данного процесса становится ощущение жителями городов специфического канализационного аромата. В большей степени ответственность за данное явление несет сероводород с свойственным ему запахом «тухлых яиц». Важно отметить, что, хотя запах не является опасным, он приносит массу неудобств жителям городской среды. Например, увеличение утомляемости, снижение трудоспособности, производительности и просто понижение уровня комфорта пребывания [1, 2].

Рис. 1. Процесс образования сероводорода в канализации

Но не только распространение запаха может быть последствием газовыделения на сетях водоотведения. При значительных концентрациях канализационные газы могут приводить к токсическим отравлениям, удушениям или даже летальному исходу. Чаще всего подобные случаи встречаются среди обслуживающего персонала эксплуатирующих компаний (27,5 % от общества числа несчастных случаев) [3]. Кроме того, загрязнение атмосферного воздуха канализационными газами в более низких концентрациях грозит человеку и другим живым организмам раздражением слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей. Особо остро проблема подобного характера обстоит в южных регионах. Например, для жителей Морокканской префектуры Мохаммедия данное явление стало насущной и очень острой проблемой [4].

Физический и материальный урон человеку и созданной им инфраструктуре могут нанести и разрушения, обвалы и взрывы, возникающие при накоплении газов внутри сетей. Так в канализации интенсивно идет процесс, получивший название газовой коррозии и приводящий к разрушению конструктивных элементов системы [5–8].

Поступление метана и углекислого газа в атмосферу плохо сказывается и на экологическом состоянии окружающей среды. Данные газы способны накапливаться в стратосфере и приводить к явлению, получившему название парникового эффекта.

Представленные возможные последствия выделения газов наглядно отображают актуальность проблемы санитарно-экологической безопасности воздушной среды вблизи канализационных сетей, а также необходимость учета данного явления, как при проектировании сетей, так и при их эксплуатации.

Кроме того, отметим, что особое внимание следует уделять сероводороду, как наиболее опасному и обладающему большим спектром негативных последствий.

Невозможно не отметить, что не все сооружения, расположенные на сети канализации, имеют одинаковый потенциал к образованию и выделению газов. Наравне с весьма безобидными объектами в систему водоотведения могут входить и те, что хранят потенциальную опасность. С технологической точки зрения каждое сооружение обладает индивидуальными параметрами и условиями функционирования, которые в свою очередь влияют на гидро- и аэродинамику внутри объекта. Хотелось бы отметить, что как показывает практический опыт, наилучшим образом выделение газов происходит в сооружениях, расположенных на напорных участках сетей, а также обладающих способностью к дроблению потока и снижению его кинетической энергии. К таким сооружениям можно отнести: канализационные насосные станции (КНС), камеры гашения напора (КГН), перепадные колодцы. Рассмотрим алгоритм эмиссии газов в упомянутых ранее сооружениях более подробно.

Основным узлом выделения газов в КНС служат приемные камеры. В мокром отделение КНС напорные трубопроводы имеют технологический разрыв, что приводит к возникновению контакта сточной жидкости с воздушной средой, а соответственно и насыщению воздуха газами. Статистические данные концентрации сероводорода в КНС, получение Л. И. Лейбовичем [9] говорят о максимальной зафиксированной величине в 347 мг/м3, что в почти в 35 раз больше допустимой концентрации (ПДК) рабочей зоны.

Склонность к повышенному газовыделению имеют перепады различных типов. При истечении сточной жидкости из подводящего трубопровода происходит увеличение поверхности контакта водной и воздушной фаз, что активизирует протекание массообменных процессов. Кроме того, падение жидкости повышает турбулентность потока, что также влечет за собой более активное выделение газов [5]. Также, для перепадов со стояком характерно дополнительное эжектирование потока сточных вод воздухом, затягивающимся через верхний открытый конец.

Особого внимания заслуживают камеры гашения напора (КГН). По своей сути они совмещаю в себе основные причины повышенного выделения газов от представленных выше типов сооружений. Во-первых, в данном виде сооружений осуществляется переход от напорного к безнапорному режиму движения сточной жидкости, как в мокром отделении КНС. В анаэробных условиях напорного подводящего трубопровода КГН активно идут процессы образования токсичных газов. При этом заполнение всего живого сечения трубопровода не дает возможности для протекания массообменных процессов, то есть все образовавшиеся газы сохраняются в растворенном виде в сточной жидкости. При смене режима движения проявляется значительное нарушение баланса концентраций веществ между водной и воздушной фазами, а также резкое увеличение площади контакта этих фаз, что влечет за собой интенсивное выделение газов в подсводное пространство [5], а затем и в окружающую среду. Во-вторых, как и в перепадных колодцах, в КГН гашение энергии потока сточной жидкости чаще всего происходит за счет ее падения с высоты. В данном случае ситуация еще и осложняется наличием постоянного избыточного давления в напорном трубопроводе, что влечет за собой увеличение скорости потока при его выходе в зону с гравитационным движением. В конечном счете это приводит к диспергированию части сточных вод и еще более активной дегазации потока. Множество обследований, действующих КГН, проведены В. М. Васильевым. Так, обследование Филевского коллектора г. Москвы выявило возможность достижения концентрации сероводорода внутри КГН порядка 22 мг/м3 [10]. А в отводящем самотечном трубопроводе после сооружения концентрация повышалась до 40 мг/м3. Подобные результаты были получены и при проведении измерений другими учеными в различных городах России [11, 12]. Отдельно хотелось бы отметить результаты исследований канализационного коллектора в г. Егорьевске [13]. В КГН данного объекта канализования была зафиксирована концентрация сероводорода свыше 300 мг/м3.

Представленные выше статистические данные различных исследований также подтверждают остроту вопроса выделения газов и необходимость учета данного процесса при проектировании и эксплуатации сооружений на сетях. Для проведения данной исследовательской работы было выбрано сооружение КГН, как совмещающее в себе наибольший спектр факторов повышающих эмиссию газов.

Опасность канализационных газов подтверждает необходимость оценивать в процессе проектирования потенциал сооружения к газовыделению, а также определять зону влияния объекта на атмосферный воздух. В конечном счете, для сооружений, наиболее подверженных эмиссии газов, должны быть установлены границы санитарно-защитных зон или определена установка газоочистного оборудования. К сожалению, к настоящему моменту в Российской Федерации (РФ) методика оценки влияния создана только для сооружений станций по очистке сточных вод и не предусмотрены для объектов, расположенных на транспортирующих сетях.

Источник

Отравление канализационными газами. Симптомы.

С наступлением жаркой погоды процесс накопления ядовитых газов в канализационных колодцах и резервуарах становится интенсивнее. Отравления клоачными газами в 50% случаев оказываются смертельными. А страдают, как правило, те, кто не ставит на первый план собственную безопасность и безопасность коллег.

Отравление получают не только работники водоканалов, проверяющие исправность трубопроводов, но и случайные прохожие и дети, пытающиеся достать закатившийся в открытый люк мяч. Надышался газами и не смог вылезти наружу.

Сероводород Бесцветный газ сероводород выделяется при гниении некоторых органических веществ. Обладает выраженным запахом тухлых яиц и так как он тяжелее воздуха, то его скопление чаще всего наблюдается в выгребных ямах и канализационных колодцах.

На одном из коммунальных предприятий области пояснили, что главной причиной смерти работников является пренебрежение правилами техники безопасности. «Судите сами, в поселке Ш во время ремонтных работ от ядовитых газов в коллекторе погибли трое мужчин. Они спустились в канализацию без средств защиты», — подчеркнул собеседник, просивший не упоминать его имени.

По его словам, год назад во время прочистки канализационного коллектора погиб слесарь. Он и двое его коллег в нерабочее время решили подзаработать, прочистив затор канализации. От жары в коллекторе накопилось большое количество сероводорода. Слесарь от отравления газом скончался мгновенно, его коллегу удалось спасти. По данным врачей, мужчины были в состоянии алкогольного опьянения. В местном водоканале сообщили, что работы проводились с нарушениями техники безопасности: без средств защиты.

Стоит отметить, что не всегда отравления заканчиваются летально. В 2010 году в Луганской области сотрудникам МЧС удалось спасти двух слесарей, которые чистили канализационные колодцы в поселке вагоно-ремонтного завода и оказались в подземной западне. Один спустился в колодец и начал работы, а второй страховал сверху. Когда же тому, который находился в колодце, стало плохо, его напарник спустился на помощь, но самостоятельно поднять коллегу не смог. Через время ему самому стало плохо и он начал звать на помощь. Мужчина из соседнего дома вызвал спасателей МЧС. Пострадавших доставили в реанимационное отделение больницы города с диагнозом отравления смесью канализационных газов (парами сероводорода и аммиака).

При первых признаках отравления необходимо немедленно вызвать скорую помощь.

В колодцах и других подземных коммуникациях редко наблюдается присутствие какого нибудь одного газа. Обычно это коктейль из нескольких газов, вдыхание которых может привести к мгновенной потере сознания и гибели.

По сравнению с другими несчастными случаями, отравление канализационными газами встречаются нечасто. Эти газы включают продукты гниения органических веществ (сероводород, аммиак, низшие углеводороды). Невосприимчивость запаха сероводорода при его высоких концентрациях и нейтротоксичность являются причинами внезапной утраты сознания пострадавшими, это является предпосылкой для массовых поражений организма.

В Институте экогигиены и токсикологии им. Медведя рассказали, что в производственных условиях находят широкое распространение газообразные химические вещества: окислы азота, аммиака, пары брома, фтористого водорода, хлор, сернистый газ, фосген и др.

Игорь Олейник, Июнь, 2017 г.

Источник

Что значит испарение канализационных газов

«Канализационный» запах в квартире не просто неприятен, но и очень опасен, поскольку может нанести существенный ущерб здоровью. В чем же его опасность?

Канализационный газ представляет собой сложную смесь из таких газов, как аммиак, сероводород, углекислый газ, которые при невысоких концентрациях могут вызвать отравление организма. Повышение концентрации этих веществ в воздухе может привести к серьезным нарушениям здоровья, вплоть до смерти. Особенно опасна эта газовая смесь для детей.

Помимо токсичности, канализационная газовая смесь еще и взрывоопасна, поскольку, накапливаясь в воздухе, может сдетонировать от огня или искры. Именно по этим двум причинам необходимо сразу же, при возникновении неприятного запаха из канализации, срочно принимать меры.

Попробуем разобраться с причинами появления зловония из канализации и способах его устранения.

Неправильное положение гофрированной трубы. Эта проблема возникает, если сифонная часть раковины смонтирована неправильно. В этой ситуации гофрированная трубка получается чрезмерно натянутой, или, наоборот, провисает.

Отсутствие гидрозатвора, разделяющего воздушные среды помещения и канализации, становится причиной того, что неприятный запах легко проникает в квартиру.

Зазоры при соединении труб. Устранить эту проблему можно, тщательно заделав стояки или вовсе заменив трубу в стояке. Запах может появиться и при неправильном соединении предметов сантехники с канализацией.

Чрезмерно высокое давление в канализационном трубопроводе. Причинами этого явления является неправильный подбор труб (слишком малый диаметр) или ухудшение их проходимости, по причине засора. Подобный эффект наблюдается и при неправильной прокладке трубопровода (несоблюдение проектного уклона). Своевременная прочистка труб или их замена помогут ликвидировать эту проблему.

Источник

Биогаз, образующийся в канализационных коллекторах, газ сточных вод, канализационный газ. Плотность. Состав. Опасность.

Биогаз, образующийся в канализационных коллекторах, газ сточных вод, канализационный газ. Плотность. Состав. Опасность.

Физические свойства. Плотности.

Все вышеприведенные газы не имеют цвета (бесцветны) в концентрациях характерных для биогаза.

Максимально ожидамые концентрации компонентов в составе биогаза таковы:

Природные, в т.ч. патогенные микрорганизмы могут попадать в воздух при взбалтывании биомассы, но обычно время жизни их вне биомассы невелико.

Выводы:
Вещества, которые могут существовать в такого рода местах, как канализация, могут быть и токсичны и взрыво- и огнеопасны, при этом могут не иметь запаха, цвета и т.д.

Возможный вред здоровью: Основые риски таковы:

Выводы:
Существенные уровни наличия биогаза могут представлять опасность из-за токсичности, снижения общего уровня кислорода и потенциальной взрыво- пожароопасности. Некоторые компоненты биогаза имеют различимый запах, который, однако, не позволяет однозначно оценить уровень опасности. Биологические материалы и организмы могут вполне успешно существовать в частицах биомассы над поверхностью жидкости (воздушно-капельные взвеси).

Химические свойства / образование

Образование этих и прочих газов сильно зависит от состава смеси, изменений в температуре pH. Процесс сильно вличет на конечный состав газа.

Выводы:
Существует множество процессов, определяющих кинетику химических реакций и процессы массопереноса в процессах идущих в канализации и биомассе и т.о. состав биогаза.

Источник

Как образуются газы в бытовой канализации?

Прочла что в канализации образуются горючие газы. Какой процесс образования этих газов в канализации. В чем опасность этих газов, как предотвратить их попадание в квартиру? Насколько опасно если водяная пробка в колене канализации раковины систематически пропадает?

Газы в бытовой канализации образуются в процессе химических реакций веществ, которые находятся в канализационных стоках.

Так например, сероводород образуется путем смешения кислых и сернистощелочных стоков. По запаху этот газ очень легко узнаваем, так как напоминает очень неприятный запах протухших куриных яиц. Его образованию способствует гниение белков, находящихся в канализационных стоках.

Большая концентрация сероводорода в помещении может вызвать отравление.

Этот газ является огнеопасным.

Он так же образуется в процессе химической реакции веществ, находящихся в канализационных стоках, образуемых в процессе жизнедеятельности человека.

В унитазах и биде уже сама их конструкция предусматривает наличие специального изгиба, в котом держится определенный уровень водяного затвора.

Чтобы предотвратить попадание опасных газов внутрь помещений необходимо:

Источник