تولید هیدروژن سولفاید و تخریب تاج لوله فاضلاب

شبکه فاضلاب مجزا : در شبکه فاضلاب مجزا فقط فاضلاب واحدهای مسکونی تجاری و صنعتی کوچک جمع آوری و منتقل می گردند.

در شبکه فاضلاب مرکب علاوه بر فاضلاب شهری رواناب نیز جمع آوری و منتقل می گردد. در شبکه فاضلاب نیمه مرکب (مختلط)، شبکه فاضلاب بخشی از شهر به صورت مجزا و در بخش دیگر به صورت مرکب اجرا می شود

امروزه بهترین روش احداث سامانه های مجزا است به طوریکه مجاری آب های سطحی برای جمع آوری نزولات جوی ، رواناب های آلوده سطحی و فاضلاب رو ها برای فاضلاب های سرویس های بهداشتی احداث می شوند.

وقتیکه فاضلاب شهری گرم است وزمان انتقال فاضلاب از سامانه جمع آوری بسیار طولانی می باشد ، به لحاظ اینکه مقادیر سولفاتها در فاضلاب قابل توجه است خوردگی تاج داخلی لوله جمع آوری بتنی حادث می شود. این مساله خصوصاً در مناطق گرمسیری صادق بوده و خوردگی ایجاد خواهد کرد.

در ایالت جنوبی ، امریکا جاهائیکه شیب شبکه جمع آوری کم و هوای محیط به ویژه در تابستان گرم است ، خوردگی تاج لوله گزارش شده است

همانطور که فاضلاب جریان می یابد ، فعالیت باکتری شروع می شود ، و برخی مواد آلی به عنوان ماده مغذی باکتری ها به مصرف میرسد. معمولاً مقداری اکسیژن در فاضلاب تازه وجود دارد. این اکسیژن بوسیله باکتری های هوازی به مصرف میرسد، و سریعتر از آنکه اکسیژن بتواند از سطح جریان فاضلاب خارج شود، رخ می دهد  . پس از مدت زمانی در حدود چند ساعت ، کل اکسیژن محلول فاضلاب به مصرف باکتری های هوازی رسیده و فعالیت باکتری های بی هوازی فاضلاب متعاقب آن آغاز می گردد.سولفات ها در فرآیند بی هوازی مطابق شکل زیر به گاز هیدروژن سولفوره تبدیل می گردند.


احیای یون SO-2 4 به H2S به وسیله گروه سولفو باکتر ها صورت می پذیرد. مثل باکتری دی سولفو ویبریو Genus Disulfovibrio که در فاضلاب شهری وجود دارد


شکل زیر شرایط باکتری های بی هوازی در فاضلاب شهری را نشان می دهد.



نظر به اینکه در فرایند بی هوازی گاز هیدوژن سولفوره تولید می شود، بخشی از هیدوژن سولفوره از فاضلاب خارج شده و در روی جریان فاضلاب در شبکه جمع آوری قرار می گیرد. که بسیار بد بو و رایحه آن مثل تخم مرغ گندیده است. به هین دلیل در مقادیر بسیار کم نیز قابل تشخیص است. وقتیکه گازهیدروژن سولفوره در هوا وجود داردا اگر بخوبی خطوط جمع آوری فاضلاب تهویه شده وتاج لوله های شبکه فاضالاب خشاک بماند، زیان جدی ایجاد نمی کند. اگر تهویه کافی نباشد ، میعان بخار آب در تاج داخلی لوله بخشی از هیدروژن سولفوره را جذب میکند و باکتری تری باسیلوس Bacterium Thio bacillus ، هیدروژن سولفوره را با یک واکنش ساده به اسید سولفوریک رقیق تبدیل می کند.


سولفو باکتری از نوع تیوباسیلیوس معمولاً در فاضلاب شهری وجود دارد ،  می تواند در شرایط پرشدن لوله انتقال فاضلاب تاج داخلی لوله را آلوده کند. اسید سولفوریک رقیق به بتن تاج لوله حمله کرده ،  و مطابق واکنش ساده زیر آنرا به صورت جدی تخریب نماید.



این واقعه جدی ترین آسیب و تخریبی است که در تاج داخلی لوله های جمع آوری فاضلاب شهری ایجاد می گردد. این نوع خورندگی در اثر سولفو باکتری ها در لوله های چدنی و فولادی و سایر لوله هایی که از جنس مواد قابل انحلال در اسید شناخته شده اند مشاهده می گردد.  برای حفاظت داخلی این لوله ها لازم است از پوشش ضد اسید استفاده شود . دلیل اصلی  اینکه  برخی از فاضلاب رو ها را از جنس سفالی می سازند ،  از این جهت است که در مقابل واکنش های شیمیایی اسیدی مقاوم هستند. شرایطی که موجب تولید هیدروژن سولفید می شود عبارتند از:


1- کمبود شیب فاضلابرو که باعث سرعت کم جریان و افزایش مدت انتقال می شود.

2-  دمای بالای فاضلاب.

3 - غلظت بالای یون سولفات

4- مقادیر مواد آلی در فاضلاب که مبنای سنجش آن BOD5 یا اکسیژن مورد نیاز پنج روزه  زیست محیطی  مواد آلی است.

 در مجموع در مناطق گرمسیری و مجاری که دارای شیب کم هستند به ویژه در تابستان ،  تولید هیدروژن سولفاید در فاضلابرو ها یکی از معضلات است.