Особый вид внутренней коррозии в частично заполненных канализационных коллекторах из материалов на основе цементных вяжущих представляет собой биогенная сернокислотная коррозия (БСК), называемая также сульфидной коррозией. Если при прямом воздействии агрессивных сточных вод (правда, это является исключением, обычно бытовые сточные воды с показателем рН = 7 нейтральны) коррозии подвержена исключительно смоченная зона коллектора, то действие биогенной сернокислотной коррозии (биогенной) серной кислоты, возникающей из содержащихся в сточных водах или непосредственно попадающих в них летучих соединений серы, направлено исключительно на газовую зону.

Содержащиеся в сточных водах и отложениях (в части коллектора с восстановительными условиями) протеины (белковые вещества) вследствие микробиологических процессов в анаэробных или аэробных условиях расщепляются в летучие соединения серы, преимущественно в сероводород. Дополнительно вследствие бактериального обмена веществ в анаэробных условиях может происходить восстановление сульфатов в сероводород (десульфурация). Важными параметрами, влияющими на образование летучих серных соединений, являются преобладающие условия эксплуатации, в частности, состав стенных вод, температура, влажность воздуха, время протекания и наличие отложений. Особенно при большой протяженности и не полной загрузке коллекторов с минимальным частичным заполнением следует, как правило, ожидать образования летучих серных соединений. Поскольку эти соединения недостаточно быстро окисляются в сточных водах, они в результате диффузии и завихрений попадают из сточных вод в атмосферу коллектора – часть сечения коллектора с окислительными условиями – и, следовательно, также на стенки коллектора. Там продолжается окисление соединений в элементарную серу, которая, в свою очередь, под действием различных населяющих стенки коллектора тиобацилл при достаточной влажности в процессе обмена веществ окисляется в серную кислоту, оказывающую агрессивное воздействие на бетон.

Особенно подвержены биогенной сернокислотной коррозии участки каналов:

  • за насосными станциями на входе напорных трубопроводов – в месте подачи сточных вод из отстойников, промышленных производств;
  • в месте подачи сточных вод из напорных дренажных систем;
  • с закрытыми перепадами и другими сооружениями, создающими завихрения, где, кроме того, имеется достаточное количество кислорода.

Формы проявления БСК в зависимости от образования сероводорода (H2S) подразделяются на автогенную, аллогенную и экзогенную: автогенной является форма, когда H2S образуется в пределах участка коллектора сточных вод; алогенной – когда сточные воды подаются в коллектор снаружи, вследствие чего образуется H2S, и в коллекторе может возникать БСК, например, на входе напорного трубопровода; экзогенной является форма, когда сточные воды, содержащие H2S, подаются в канализационный коллектор, например, через очистные сооружения малой канализации, что может вести к возникновению БСК.

Образование H2S в сточных водах, выделение H2S из сточных вод и действие БСК можно рассчитать по формулам. В соответствии с современным уровнем знаний предельные значения общего количества сульфидов в сточных водах > 1,0 мг/л или концентрации H2S в атмосфере коллектора > 0,5 промилле указывают на вероятную высокую степень агрессивности и, следовательно, на необходимость пассивной защиты от коррозии (облицовки) всех деталей конструкции из некислотостойких материалов (показатель pH < 4,5) или активной защиты от коррозии путем химического связывания сульфидов в сточных водах, например, с добавлением хлорида (III) железа в количестве по Fe в 1,5–2 раза превышающем количество сульфидов, например, 1 мг/л. Образующиеся при этом трудно осаждаемые шламы следует извлекать путем предварительного осветления в очистном сооружении, чтобы избежать повышенного хлоридного загрязнения водоемов. Однако альтернативой этому во многих случаях является применение стойких к коррозии материалов.

По материалам европейских специализированных периодических изданий, 2016.