12 марта 2018

Борьба с серной кислотой на очистных сооружениях

 

Системы сточных вод являются неотъемлемой частью инфраструктуры. Биогенные процессы в системах канализации и водоподготовки являются их "естественным врагом", нанося ущерб бетонным и металлическим элементам, ремонт которых требует значительных средств. Токсичные газы, выделяемые в ходе биогенных процессов, такие как сероводород, также представляют значительный риск для здоровья, вызывая целый ряд симптомов от раздражения до дыхательной недостаточности и смерти.

В журнале Water Research междисциплинарная группа исследователей из Технологического Университета Граца и Грацского университета имени Карла и Франца изложила стратегии, направленные на предотвращение так называемой микробной индуцированной коррозии бетона (MICC).

Кирилл Гренг из ТУ Граца пояснил: "MICC часто коррозирует обычные типы бетона, используемые на очистных сооружениях из расчета сантиметр в год. Соответственно, бетонные элементы могут быть разрушены в течение всего лишь нескольких лет, что нанесет значительный ущерб системам водоотведения". По мнению исследователей, зачастую отмечается недостаточная осведомленность об этих процессах и возникающая в результате этого угроза для инфраструктуры и здоровья человека. Только в Германии экономический ущерб от ремонта системы очистки сточных вод составляет около 450 млн. евро в год. Хотя в настоящее время данные по Австрии отсутствуют, затраты могут быть экстраполированы, а также применены к другим Европейским странам.

Микробно-индуцированная кислотная коррозия (MICC) происходит в результате биогенной сульфатредукции с последующим реокислением. В трубопроводах или стоящей сточной воде, сульфат преобразуется бактериями в сероводород. Этот едкий, сильно ядовитый газ попадает в канализационные трубы и колодцы. Там реокисление автотрофными бактериями происходит на бетонных поверхностях, которые даже не вступают в контакт со сточными водами. Бактерии производят серную кислоту, которая реагирует с бетоном. Как объясняет Гюнтер Корайман из Унивеситета Граца, который подробно изучил эти процессы: "это приводит к энергичному образованию биопленки на поверхности бетона, снижению значения рН до уровня ниже двух, то есть высококислого, и экстенсивному образованию новых минералов, главным образом в виде гипса. Сочетание этих процессов приводит к быстрому разрушению бетона."

Ученые из Граца работали над решением, используя междисциплинарный исследовательский подход. После углубленных исследований микроструктурных и микробиологических процессов в тесном сотрудничестве с Институтом строительных и отделочных материалов г. Дармштадт был разработан новый геополимер устойчивый к микробной индуцированной коррозии. При разработке этого материала ориентировались на устойчивость к кислоте и антибактериальные свойства. Группа добилась значительных успехов - микроорганизмы, запускающие начальный процесс окисления, в первую очередь не могут осесть на таких поверхностях. В свою очередь это препятствует образованию серной кислоты. Флориан Миттермайр из ТУ Граца прокомментировал: "мы добились очень многообещающих результатов с материалами, которые имеют гораздо больший срок службы, чем обычные типы бетона. Использование этих долговечных материалов позволит операторам реконструировать поврежденные системы очистки сточных вод, значительно продлевая срок их службы и снижая финансовую нагрузку". Исследователи опубликовали свои последние результаты по профилактике MICC в текущем выпуске журнала Water Research 134 (2018) 341-352: "Достижения в материалах для канализационных систем, подверженных микробно-индуцированной коррозии: Обзор."

Австрийская провинция Штирия оказала финансовую поддержку исследованиям и стремится повысить осведомленность об этой глобальной проблеме среди местных органов власти Штирии и региональных ассоциаций сточных вод.

 

По материалам: https://phys.org/news/2018-02-combating-sulphuric-acid-corrosion-wastewater.html

 


Календарь

пн вт ср чт пт сб вс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
   

Новости

11 января 2018 Экономически эффективная система очистки сточных вод

Команда ученых из Национального университета Сингапура (NUS) разработала новый метод очистки промышленных сточных вод с использованием электричества в качестве реагента. Этот метод может удалить до 99 процентов органических соединений в различных типах промышленных сточных вод. Разработанная NUS система работает с низким энергопотреблением и не создает вторичных отходов – осадка требующего дальнейшей дорогостоящей переработки.

13 ноября 2017 Новый датчик обеспечивает обнаружение тяжелых металлов, бактерий, нитратов и фосфатов в воде в реальном времени

Мониторинг качества воды в настоящее время проводится в основном на водозаборах или очистных сооружениях, а не вдоль водораспределительных линий или в месте потребления воды.


_VPR_Moscow