Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ,
    СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
  • Оценка выделения сероводорода в канализационных перепадах
  • УДК 628.2
    doi: 10.33622/0869-7019.2024.03.64-71
    Лю ХАО1, аспирант, 304329703@qq.com
    Святослав Викторович ФЕДОРОВ1, кандидат технических наук, доцент, svyatoslavfedorov@mail.ru
    Виктор Михайлович ВАСИЛЬЕВ1, доктор технических наук, профессор, 89119311522@bk.ru
    Юрий Александрович ФЕОФАНОВ1, доктор технических наук, профессор, ufeofanov@rambler.ru
    Николай Андреевич ЧЕРНИКОВ2, доктор технических наук, профессор, nika_pgups@mail.ru
    1 Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПбГАСУ), 190005 Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., 4
    2 Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 190031 Санкт-Петербург, Московский просп., 9
    Аннотация. Значительное влияние на качество окружающей городской среды оказывает работа канализационной системы. Негативным фактором выступает сероводород, поступающий из потока сточных вод в подсводное пространство коллекторов и сооружений. Интенсивность выделения газа зависит от режима движения потока, который, в свою очередь, определяется конструктивными особенностями системы водоотведения. В работе проводится оценка количества выделяющегося сероводорода в канализационных перепадах, встречающихся в инженерной практике: вертикальные шахты с различным технологическим оснащением, перепады с водосливом практического профиля и быстротоки. Изучение процесса осуществляется с помощью моделирования сооружений в программе конечно-элементного анализа ANSYS CFX. В результате моделирования были получены поля объемной доли водной и газовой среды, значения массового расхода сероводорода в водной среде на входном и выходном трубопроводе, определены значения коэффициента массопередачи. Наиболее интенсивный выход сероводорода из потока зафиксирован на быстротоке. Наименьшее присутствие газа в расчетной области отмечено в перепадной шахте с сифонным стояком. Полученные результаты могут в дальнейшем использоваться в практике проектирования с целью повышения экологической и санитарной безопасности городской канализации.
    Ключевые слова: перепад, шахта, канализация, моделирование, ANSYS CFX, коэффициент массопередачи
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Yan Tiesheng. Research on the distribution patterns of poisonous gases in sewers in different urban areas [Исследование закономерностей распределения канализационных газов в районных коллекторах города]. Chang'an University, 2017. 60 p.
    2. Li Yaqin. Experimental research on creating an environment to control harmful gases in sewage pipes [Экспериментальное исследование по созданию системы контроля канализационных газов в коллекторах]. Xi'an University of Architecture and Technology, 2021, 88 p.
    3. Li Yaqin, Yang Jing, Zhang Zhiqiang, Lu Jinsuo. Research on creating a lighting environment to control harmful gases in sewage pipes [Исследование по созданию световой среды для контроля канализационных газов в коллекторах]. China Water Supply and Drainage, 2021, vol. 37(11), pp. 28-35.
    4. Yang Wenna. The generation mechanism of greenhouse gases in the pipe network during urban sewage transportation [Механизм образования парниковых газов в трубопроводной сети при транспортировке городских сточных вод]. Xi'an University of Architecture and Technology, 2018. 64 p.
    5. Kong Lijuan, Liang Zengyun, Lu Huan, Zhao Wenjing. Simulation study on accelerated corrosion of concrete in gravity sewage pipes [Моделирование интенсивной коррозии бетона в трубопроводах самотечной канализации]. Materials Herald, 2023, vol. 37(07), pp. 78-84.
    6. Соловьев А. А., Соловьев Д. А., Шилова Л. А. Радиус сопряжения поверхности водослива практического профиля с водобоем // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 7. С. 885-891. doi: 10.22227/1997-0935.2018.7.885-891
    7. Larbi Houichi, Ghassan Ibrahim, Bachir Achour. Experimental comparative study of siphon spillway and over-flow spillway [Экспериментальное сравннение работы сифонного водослива и переливного водосброса]. Courrier du Savoir, 2009, no. 9, pp. 95-100.
    8. Ткачев А. А., Гурин К. Г. Определение формы движения потока в лотке быстротока Новотроицкого водохранилища при минимальном расходе // Экология и водное хозяйство. 2022. Т. 4. № 3. С. 128-142.
    9. Михеев П. А., Храпковский В. А. Исследование аэрации потока на лотке быстротока // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2012. № 4. С. 72-76
    10. Adriana Camino G., Zhu D. Z., Rajaratnam N. Flow observations in tall plunging flow dropshafts [Наблюдение за потоком в шахтах с большой глубиной заложения). Journal of Hydraulic Engineering, 2015, vol. 141(1), p. 06014020. doi: 10.1061/(asce)hy.1943-7900.000093
    11. Rajaratnam N., Mainali A., Hsung C. Y. Observations on flow in vertical dropshafts in urban drainage systems [Наблюдения за потоком в перепадных шахтах городской канализации]. Journal of Environmental Engineering, 1997, vol. 123(5), pp. 486-491.
    12. Yiyi M., Zhu David Z., Nallamuthu R. Air entrainment in a tall plunging flow dropshaft [Увлекающая способность потока в перепадных шахтах]. Journal of Hydraulic Engineering, 2016, vol. 142(10), 04016138. doi: 10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0001181
    13. Carty A., O' Neill C., Nash S. et al. Hydrodynamic modelling approaches to assess mechanisms affecting the structural performance and maintenance of vortex drops shaft structures [Гидродинамическое моделирование перепадных шахт с тангенциальным подводом потока воды для оценки процессов, влияющих на конструктивные характеристики и техническое обслуживание сооружений]. Journal of Structural Integrity and Maintenance, 2019, no. 4(3), pp. 162-178. doi:10.1080/24705314.2019.1622188
    14. Qinghua Yang, Qian Yang. Numerical investigation of the turbulence characteristics and energy dissipation mechanism of baffle drop shafts [Численное исследование характеристик турбулентности и процесса гашения энергии в перепадных шахтах]. Water Sci Technol, 2021, vol. 83(9), pp. 2259-2270. doi: 10.2166/wst.2021.137
    15. Li Liangfu, Li Lianwei, Lin Xueshan, Na Guiping. Design of grid-type drop wells in mountainous urban drainage systems [Проектирование колодцев решетчатого типа в городских канализационных системах в горах]. China Water Supply and Drainage, 2019, vol. 35(22), pp. 48-51.
    16. Yongfei Qi, Jianmin Zhang. Numerical investigation of the standing waves in stepped dropshaft [Численное исследование установившихся волн в ступенчатой перепадной шахте]. E-proceedings of the 38th IAHR World Congress (September 1-6, 2019, Panama City). doi:10.3850/38WC092019-1100
    17. Телятникова А. М. Диффузия канализационного сероводорода в атмосферном воздухе // Вестник гражданских инженеров. 2022. № 2. С. 120-128.
    18. Lu Sanqiang. Numerical simulation study on water and gas two-phase flow characteristics and structural optimization in downflow shafts [Численное моделирование характеристик двухфазного потока воды и газа и оптимизация конструкции перепадных шахт]. Lanzhou University of Technology, 2023, vol. 43(6), pp. 24-29.
    19. Han Tianchan, Jiang Yongqing, Dong Zhen et al. Numerical simulation of hydrogen sulfide distribution between grilles in sewage treatment plants [Численное моделирование распределения сероводорода между решетками на очистных сооружениях сточных вод]. Journal of Harbin University of Science and Technology, 2023, vol. 28(04), pp. 14-22.
    20. Лейбович Л. И., Пацурковский П. А. Моделирование динамики поступления сероводорода в окружающую среду при работе насосов канализационных насосных станций // Вестник ХНАДУ. 2016. Вып. 72. С. 176-181.
  • Для цитирования: Лю Хао, Федоров С. В., Васильев В. М., Феофанов Ю. А., Черников Н. А. Оценка выделения сероводорода в канализационных перепадах // Промышленное и гражданское строительство. 2024. № 3. С. 64-71. doi: 10.33622/0869-7019.2024.03.64-71

НАЗАД