كيف يتلف كبريتيد الهيدروجين خزانات التخزين
تم إنشاؤها اليوم
كيف يتسبب كبريتيد الهيدروجين في تلف خزانات التخزين؟
كبريتيد الهيدروجين هو السبب في أن خزانات الصرف الصحي تنهار من الأعلى إلى الأسفل. في السائل، تولّد البكتيريا المختزلة للكبريتات الكبريتيد. في حيز الغاز، تقوم مجموعة مختلفة من البكتيريا بتحويله إلى حمض الكبريتيك على الجدار الرطب. ثم يأكل الحمض التاج والجزء العلوي من الهيكل - العناصر الإنشائية التي لا يراها أحد ولا يفحصها أحد - بينما يبدو السطح المغمور بالأسفل سليمًا تمامًا.
فهم الآلية يغير المواصفات. إذا كان الضرر يحدث فوق خط الماء وكان مصدره بيولوجيًا، فإن الحل ليس جدارًا أكثر سمكًا؛ بل هو سطح لا يستطيع الحمض مهاجمته، بالإضافة إلى غطاء يمنع الغاز من التسرب إلى الغلاف الجوي. تحدد شركة سنتر إناميل (Center Enamel) الفولاذ المطلي بالزجاج (الملتصق بالزجاج) لهذا السبب تحديدًا في تطبيقات مياه الصرف الصحي والحمأة.
1. من أين يأتي كبريتيد الهيدروجين؟
من نشاط البكتيريا اللاهوائية. تقوم البكتيريا المختزلة للكبريتات بتحويل الكبريتات والكبريت العضوي إلى كبريتيد الهيدروجين حيثما ينعدم الأكسجين - في مياه الصرف الصحي، والحمأة، والرشاحة، والمفاعلات اللاهوائية.
· البكتيريا المختزلة للكبريتات: في الظروف اللاهوائية تستخدم هذه البكتيريا الكبريتات كمستقبل للإلكترونات وتطلق الكبريتيد كمنتج ثانوي.
· الظروف التي تزيد الإنتاج: درجة الحرارة الدافئة، والحمل العضوي المرتفع، والمدة الطويلة للاحتجاز، والمناطق الراكدة كلها ترفع من توليد الكبريتيد.
· أماكن تركزه: محطات الدخول، وخزانات المعادلة، وخزانات الحمأة، والمفاعلات اللاهوائية، وتخزين الرشاحة، وخطوط الصرف الصحي الرئيسية الطويلة.
· كما أنه يشكل خطراً على السلامة: كبريتيد الهيدروجين سام بتركيزات منخفضة ويصبح خطراً بسرعة عند التركيزات الأعلى، ولهذا تُنظَّم عمليات الاحتواء والتهوية.
2. كيف يتحول إلى حمض؟
في الفراغ العلوي. يذوب غاز كبريتيد الهيدروجين في طبقة الرطوبة على الجدار فوق السائل، وتحوله البكتيريا المؤكسدة للكبريت إلى حمض الكبريتيك.
· الخطوة البيولوجية: تقوم البكتيريا المؤكسدة للكبريت، وبشكل أساسي أنواع الثيوباسيلوس، باستقلاب الكبريتيد إلى كبريتات، مما ينتج حمضًا.
· لماذا فوق خط الماء: يتطلب التفاعل كلاً من الغاز والأكسجين، وهو متوفر فقط فوق خط السائل - ومن هنا يأتي نمط التآكل التاجي الكلاسيكي.
· التأثير على الخرسانة: يذيب الحمض معجون الأسمنت، مما يخفض درجة حموضة السطح ويكشف حديد التسليح، الذي يتآكل بعد ذلك ويتمدد، مما يؤدي إلى تقشر الخرسانة بشكل أكبر.
· التأثير على الفولاذ: يعمل الحمض والكبريتيد على تسريع التآكل العام والتآكل النقري، ويمكن أن يعزز الكبريتيد التشقق في الفولاذ عالي القوة.
· المعدلات الملاحظة: في مياه الصرف الصحي القاسية والدافئة وعالية القوة، يُوثَّق جيدًا فقدان عدة ملليمترات من قمة الخرسانة سنويًا - وهو ما يكفي لاختراق السقف خلال عقد من الزمن.
3. كيف يمكنك إيقافه؟
ثلاث طرق، يُفضَّل تطبيقها معًا: إبقاء الغاز خارج الجو، وإزالة الكبريتيد، وجعل السطح خاملًا.
· الأغطية المحكمة للغاز والمعالجة: أسقف القبة المصنوعة من الألومنيوم المغلقة مع تجميع الغاز إلى مرشح حيوي أو جهاز غسيل أو نظام الغاز في الموقع تزيل كلًا من الرائحة والتعرض.
· التهوية عند عدم استخدام الأغطية: التخفيف والتهوية المتحكم بها يبقيان تركيزات الغاز أقل من المستوى الذي يصبح عنده التآكل والخطر خطيرين.
· السطح الخامل في منطقة الرذاذ والفراغ العلوي: الفولاذ المطلي بالزجاج لا يتأثر بالحمض، لذا فإن التاج والصفوف العلوية محمية طوال عمر الخزان.
· التحكم في المصدر: جرعات أملاح الحديد لترسيب الكبريتيد، وجرعات النترات لكبح البكتيريا المختزلة للكبريتات، وتقليل فترة الاحتجاز في المناطق الراكدة.
· الفحص الدوري: فحص الجانب السفلي من السقف والهيكل العلوي في دورة محددة؛ تآكل التاج غير مرئي من الأرض ويكون كارثيًا بمجرد تقدمه.
منطقة الخزان | الآلية السائدة | إجراء الحماية |
أسفل خط السائل | الكبريتيد في المحلول، والأحماض العضوية، والكلوريدات | بطانة خاملة؛ الفولاذ المطلي بالزجاج يقاوم الأنواع الثلاثة |
منطقة الرذاذ عند خط الماء | تناوب بين الرطب والجاف، وتوفر الأكسجين | سطح صلب غير مسامي؛ لا انفصال للطلاء |
الفراغ العلوي فوق السائل | الأكسدة الحيوية إلى حمض الكبريتيك | غطاء محكم الغاز بالإضافة إلى الفولاذ المطلي بالزجاج على التاج |
الجزء السفلي من السقف | تكاثف الأحماض، أعلى معدل تآكل | زجاج مصهور أو غشاء محكم؛ افحصه بانتظام |
الغلاف الجوي الخارجي | انبعاث الروائح، التعرض للسلامة | جمع الغاز ومعالجته |
الضمان الهندسي ودعم المشاريع
كل خزان تسلّمه شركة شيجياتشوانغ تشنغتشونغ للتقنية المحدودة (سينتر إناميل) يُصمَّم وفقًا لمعايير AWWA D103-09 وEN 1090 مع تحقق بالعناصر المحدودة من أحمال الهيكل والسقف والفوهات، ويُدمج عند درجة حرارة 820-930°م تحت رقابة ISO 9001 وISO 45001، ويُختبر بالكشف عن الثقوب بجهد 1500 فولت على كامل السطح، ويُجمَّع بمسامير من الدرجة 8.8 ومادة مانعة للتسرب معتمدة من الشركة المصنعة. أما خزانات مياه الصرف الصحي والحمأة فتُزوَّد بأسقف مقببة من الألومنيوم محكمة الإحكام ضد الغاز، وفوهات لتجميع الغاز، وفتحات إدخال محكمة الإغلاق، وبطانة زجاجية منصهرة تحمي القمة والمدادات العلوية حيث يتشكل الحمض الحيوي.
الأسئلة الشائعة (FAQ)
من أين يأتي كبريتيد الهيدروجين في الخزانات؟
من البكتيريا المختزلة للكبريتات التي تعمل على الكبريتات والكبريت العضوي في ظروف لا هوائية. ترتفع التركيزات مع درجة الحرارة، والقوة العضوية، وزمن الاحتجاز، والمناطق الراكدة، لذا فإن أعمال المدخل، وأحواض المعادلة، واحتجاز الحمأة، والهاضمات هي الأكثر تضررًا.
لماذا يكون التآكل أسوأ فوق خط الماء؟
لأن تحويل كبريتيد الهيدروجين إلى حمض الكبريتيك يتطلب الأكسجين. يحدث ذلك فقط في حيز الغاز، على الغشاء الرطب الذي يغطي الجدار والجزء السفلي من السقف - ولهذا تفشل القباب قبل الأرضيات.
ما مدى سرعة تقدم التآكل الحيوي؟
في مياه الصرف الصحي الدافئة عالية القوة، توثق جيدًا خسائر سنوية في الخرسانة بالقباب تبلغ عدة ملليمترات في السنة. وهذا يكفي لكشف حديد التسليح وتعريض السقف للخطر خلال عشر سنوات إذا لم يُفعل شيء.
كيف توقف تآكل الكبريتيد؟
الجمع بين التدابير: غطاء محكم الغاز مع جمع الغاز ومعالجته، وتهوية محكومة حيثما تكون الأغطية غير عملية، وسطح خامل مثل الزجاج المصهور على الفولاذ في مناطق التطاير والفراغ العلوي، والتحكم في المصدر عن طريق جرعات أملاح الحديد أو النترات، والفحص الروتيني للجانب السفلي من السقف.
واتساب