Какой газ скапливается в колодцах

Биогаз, образующийся в канализационных коллекторах, газ сточных вод, канализационный газ. Плотность. Состав. Опасность.

Биогаз это совокупное обозначение газов и летучих компонентов которые выделяются в канализации и природных процессах, связанных с брожением и разложением органических веществ и материалов. Основные компоненты: азот (N₂), сероводород (H₂S), углекислый газ (CO₂), метан (CH₄), аммиак (NH₃), биологические организмы, водяные пары, и прочие вещества. Состав и концентрация этих компонентов сильно зависит от времени, состава смеси канализации или биомассы, температуры и PH.

• Азот составляет около 78% атмосферы земли и, в общем, обычно не возникает в результате биологических реакций разложения, но его концентрация резко возрастает в биогазе из-за активного потребления кислорода воздуха в процессе.
• Сероводород формируется биологичскими и химическими процессами в биомассе и поступает в объем над жидкостью; его концентрация в биогазе зависит от его концентрации в жидкой фазе и условий равновесия системы. При нетоксичных концентрациях H₂S имеет хорошо знакомый всем запах тухлых яиц. В опасных концентрациях H₂S быстро парализует способность человека ощущать этот резкий запах и затем приводит жертву в беспомощное состояние. H₂S взрывоопасен в концентрациях, которые намного выше уровня токсичности (Минимум взрывоопасной концентрации 4.35%, Максимум взрывоопасной концентрации 46%).
• Углекислый газ и метан практически не имеют запаха и имеют плотности: в 1.5 раза большую, чем воздух (CO₂) и 0.6 от воздуха (метан), Относительные плотности этих газов могут вызывать существенное расслоение газов в условиях застоя. Поскольку оба газа активно вырабатываются в биомассе, то на поверхности жидкость/воздух концентрация их может быть значитель выше средней по объему.
• Метан чрезвычайно горюч, имеет очень широкий диапазон взрывоопасности и низкую температуру вспышки. Метан может также вступить в реакцию с некоторыми окислителями абсолютно случайно, но с грустными последсвиями. Другие горючие газы в составе биогаза появляюстя, как результат испарения случайно попавших в канализацию горючих веществ.
• Аммиак имеет резкий сильный запах нашатыря, который хорошо предупреждает о возможном достижении токсичных уровней. Начиная с определенного уровня аммиак может повредить слизистую оболоку глаз и вызвать ожог глаз. Достижение токсичных концентраций в обычных условиях биореакторов и канализации маловероятно.

Все вышеприведенные газы не имеют цвета (бесцветны) в концентрациях характерных для биогаза.

Максимально ожидамые концентрации компонентов в составе биогаза таковы:

• Метан 40-70 %;
• Углекислый газ 30-60 %;
• Сероводород 0-3 %; 0-1 процент;
• Другие газы, в т.ч. аммиак 1-5 процентов.

Природные, в т.ч. патогенные микрорганизмы могут попадать в воздух при взбалтывании биомассы, но обычно время жизни их вне биомассы невелико.

Выводы:
Вещества, которые могут существовать в такого рода местах, как канализация, могут быть и токсичны и взрыво- и огнеопасны, при этом могут не иметь запаха, цвета и т.д.

Возможный вред здоровью: Основые риски таковы:

1. Отравление H₂S, удушение из-за отсутствия кислорода
2. Снижение концентрации и внимания, усталость из-за пониженного уровня кислорода (от CO₂ и CH₄),
3. Биологическое заражение
4. Пожары и взрывы от метана, H₂S и пр. горючих газов

• Сероводород является основной причиной внезапной смерти на рабочем месте при работе с биогазом. При концентрациях в воздухе примерно около 300 ppm, H₂S вызывает немедленную смерть. В осносном проникает в организм через легкие, но ограниченное количество может проникать через кожу и роговицу глаза. Не установлено хронических повреждений из-за неоднократного воздействия. Основные симптомы — раздражение глаз, усталость, головная боль и головокружение.
• Углекислый газ является только лишь удушающим агентом (заменяет кислород) и также раздражителем дыхательной системы. Кончентрация 5% может вызывать головную боль и нехватку дыхания. Фоновое содержание в атмосфере: 300-400 ppm (0,3-0,4%).
• Метан является только лишь удушающим агентом (заменяет кислород) но сам по себе заметно на организм не влияет.

Таблица 1 — Некоторые свойства канализационого газа (биогаза)

Компонента	Относительная плотность (воздух = 1.0)	ppm, порог ощущуения запаха	ПДК (PEL) ppm 5	ПКВ предел кратковременного воздействия (STEL) ppm 6
Сероводород Углекислый газ Метан Аммиак	1.19 1.53 0.55 0.59	0.01 — — 17	20 (максимум) 5,000 — 50	50 (10 минут только) — — —

Таблица 2 — Некоторые основные заболевания и вирусы живущие в канализации

• Туберкулез
• Гистоплазмоз
• Вирусы Коксаки A & B

• Полиомиелит
• Аденовирус
• Бактериальная дизентерия

• Обычная простуда
• Эховирус
• Ротавирус

Выводы:
Существенные уровни наличия биогаза могут представлять опасность из-за токсичности, снижения общего уровня кислорода и потенциальной взрыво- пожароопасности. Некоторые компоненты биогаза имеют различимый запах, который, однако, не позволяет однозначно оценить уровень опасности. Биологические материалы и организмы могут вполне успешно существовать в частицах биомассы над поверхностью жидкости (воздушно-капельные взвеси).

Химические свойства / образование

• Сероводород образуется из сульфатов, содержащихся в воде; в процессе разложения органики, содержащей серу в отсутствии кислорода (анаэробные процессы разложения), а также в реакциях сульфидов металлов и сильных кислот. Сероводород не будет образовываться при наличии достаточного количества растворенного кислорода. Существет вероятность доокисления сероводорода до слабых концентраций серной кислоты (H₂SO₄) и образования сульфида железа (FeS) — при наличии железа — в виде твердого черного осадка.
• Углекислый газ естественный продукт дыхания, в т.ч. микроорганизмов и его вред определяется замещением свободного кислорода воздуха (а также потреблением свободного кислорода на образование CO₂). При определенных параметрах этот газ образуется в реакциях некоторых кислот и бетона сооружений — но в ограниченных количествах. Существуют также типы почвенных минеральных вод которые содержат этот газ в растворенном виде и выделяют его при снижении давления.
• Метан в канализации и сходных системах вырабатывается в биологических и химических реакциях. Обычно, его концентрация ниже взрывоопасного уровня (но, бывает, и перданет :!). Метан может дополнятся парами других легковоспламеняющихся и взрывоопасных веществ, сбрасываемых в систему. Наличие повышенных уровней азота и углекислого газа может немного изменить обычные пределы воспламеняемости метана в воздухе.

Образование этих и прочих газов сильно зависит от состава смеси, изменений в температуре pH. Процесс сильно вличет на конечный состав газа.

Выводы:
Существует множество процессов, определяющих кинетику химических реакций и процессы массопереноса в процессах идущих в канализации и биомассе и т.о. состав биогаза.

Контроль загазованности в водоканализационных и телекоммуникационных колодцах

Как известно, на дне в колодцах и шахтных сооружениях происходит скопление метана (СН₄). Он образуется в процессе разложения растений и других органических остатков, находящихся в залегающих пластах грунта. Метан в небольших количествах не ядовит, но взрывоопасен. Газ скапливается на дне вследствие того, что тяжелее воздуха. Особенно часто данное явление наблюдается при наличии в колодцах застойных вод. Наличие метана на дне колодца невозможно оценить визуально, поэтому его скопление крайне опасно для работающих в колодцах и шахтах людей.

Также следует отметить еще одно опасное для жизни человека явление, которое наблюдается в подземных сооружениях – малую концентрацию кислорода (О₂). Недостаточная концентрация кислорода в воздухе шахты или телекоммуникационного колодца может привести к потере сознания работающего там сотрудника.

Исходя из вышесказанного, очевидно, что перед спуском персонала в подземные колодцы и шахтные сооружения необходимо установить наличие или отсутствие на глубине вредных и опасных для человека газов (СН₄ и СО) и оценить концентрацию кислорода (О₂).

Это предусмотрено и регламентировано специальными нормами и правилами проведения работ в телекоммуникационных колодцах и шахтных сооружениях.

Для контроля концентрации нашим предприятием разработаны газосигнализаторы серии ТГС-3. На протяжении более чем 15 лет эти приборы успешно эксплуатируются на многих объектах телекоммуникации и связи, водоканалах, объектах подземных коммуникаций по всей России. ТГС-3 используются работниками данных объектов при спуске в колодец, подземный резервуар или камеру для проверки воздуха на загазованность СО, СН₄ или для оценки концентрации кислорода О₂. Поскольку газосигнализаторы ТГС-3 позволяют оценить сразу три данных параметра, они незаменимы в условиях работы в подземных сооружениях. Приборы работают в режиме on-line на протяжении длительного времени, что обеспечивает безопасность персонала. В них предусмотрена звуковая и индикаторная сигнализация при превышении заданных порогов концентрации каждого из контролируемых газов. Поскольку чувствительные элементы позволяют с высокой точностью и в кратчайший срок определить концентрацию метана, монооксида углерода и кислорода и оповестить о превышении порогового значения, у работника подземного сооружения остается достаточно времени для того, чтобы покинуть опасный объект и удалиться от него на безопасное расстояние.

Контроль над образованием взрывоопасных смесей газов в колодцах и подземных коммуникациях обеспечивается портативными приборами серии ТГС-3.

В газосигнализаторах реализована возможность контроля довзрывных концентраций метана (СН₄) и монооксида углерода (СО), а также измерение предельно допустимой концентрации кислорода (О₂). Сигнализация по превышению заданных порогов концентрации по каждому газу осуществляется в двух режимах – «предупреждение» и «тревога». Забор пробы воздуха у ТГС-3 осуществляется принудительно, прокачка воздуха через измерительный тракт производится с помощью микрокомпрессора. Эта возможность предусмотрена для тех случаев, когда происходит скопление опасных газов на дне колодца и забор пробы воздуха осуществляется дистанционно. В колодец опускается газозаборная трубка с фильтром, входящая в комплект газосигнализаторов, и с помощью нее производится прокачка воздуха через измерительный тракт прибора. В случае если специалист спускается в колодец, ТГС-3 можно повесить на шею, освободив руки для работы на объекте.

Портативные газосигнализаторы серии ТГС-3 могут быть выполнены как с индикацией показаний — для удобства визуального контроля концентрации газов и работы в режиме течеискания, так и без нее. Также возможно однокомпонентное исполнение приборов для контроля одного газа на выбор.

Какой газ скапливается в колодцах

Разлагающиеся отходы в общественных и частных канализационных и септических системах создают канализационные газы. Метан является крупнейшим компонентом канализационного газа, который включает в себя целый ряд токсичных и нетоксичных газов, таких как сероводород, углекислый газ, аммиак, оксиды азота и диоксид серы. Неправильно утилизированный бензин и минеральные спирты также могут способствовать образованию канализационных газов. Редко используемые напольные стоки могут потерять свой водный барьер и позволить канализационным газам проникать в жилое пространство.

В чем опасность?

Канализационные газы представляют следующие риски для жильцов зданий:

1. отравление сероводородом. Сероводород является взрывоопасным и чрезвычайно токсичным газом, который может привести к повреждению сразу нескольких различных систем организма, в первую очередь нервной системы. Настолько мощный, что его можно понюхать на 0,47 части на миллиард половиной взрослых людей, газ начнет вызывать раздражение глаз на 10 частей на миллион (ppm) и повреждение глаз на 50 ppm. Другие симптомы низкого уровня включают нервозность, головокружение, тошноту, головную боль и сонливость. Воздействие более высоких концентраций может привести к отеку легких, а еще более высокие уровни (от 800 до 1000 ppm) вызовут почти немедленную потерю сознания и смерть;
2. удушение. Когда канализационные газы диффундируют в бытовой воздух, они постепенно вытесняют кислород и душат жильцов. Последствия кислородного дефицита включают головную боль, тошноту, головокружение и бессознательное состояние. При очень низкой концентрации кислорода (менее 12%) потеря сознания и смерть наступят быстро и без предупреждения. Кислород будет находиться в самых низких концентрациях в подвале, где, вероятно, будут собираться тяжелые канализационные газы, главным образом метан;
3. пожар или взрыв. Метан и сероводород являются взрывоопасными компонентами канализационного газа. Пары от неправильно размещенного топлива могут еще больше увеличить риск пожара или взрыва;
4. запах. Сероводород ответственен за характерный запах тухлых яиц канализационного газа, который может быть подавляющим даже при чрезвычайно низких концентрациях. Запах газа является гарантией, однако, потому что он предупреждает жильцов здания об утечке задолго до того, как они окажутся в какой-либо серьезной опасности. Важно отметить, что примерно при 100 промилле обонятельный нерв парализуется, лишая жертву обоняния и, как следствие, осознания опасности. Еще один «предупреждающий запах» исходит от аммиака, который обжигает ноздри и постепенно раздражает слизистые оболочки и дыхательные пути. Этот газ, в отличие от сероводорода, является достаточно раздражающим, чтобы жильцы здания могли покинуть его до того, как его концентрация поднимется до токсичных уровней.

Если вы подозреваете, что любые запахи могут быть вызваны канализационными газами, обратитесь к квалифицированному сантехнику.
Конструкция водопроводной системы основана на соединении между бытовыми приборами и канализационной системой, поэтому тратится много усилий на обеспечение того, чтобы отходы и газы, образующиеся в результате их распада, текли в одном направлении.

На что обратить в первую очередь?

Следующие неисправности в водопроводной системе могут позволить канализационным газам течь обратно в здание:

1. высушенные трубопроводы и сантехника. В большинстве случаев, вторжение канализационных газов вызвано потерей водного барьера. Особенно в сухую погоду, нечастое использование туалета, душа или слива пола может обеспечить быстрое испарение и попадание канализационных газов в жилое пространство. Особенно часто виновниками являются напольные стоки, размещенные в местах, где они могут высохнуть, например, рядом с водонагревателями или печами, а также редко используемые стоки, например, в шкафах уборщиков, цехах и механических помещениях. Домовладельцы могут поддерживать водные барьеры, используя светильники чаще или заливая воду в канализацию. Автоматические грунтовки дренажной ловушки также могут быть установлены так, чтобы периодически подавалось небольшое количество воды;
2. трещины в канализации сливной линии или вентиляционных труб. Утечка воды обычно сопровождает трещину в дренажной линии, но трещины вентиляционной трубы труднее диагностировать, и они могут выпускать большое количество канализационных газов в дом. Сантехники могут обнаружить эти трещины с помощью специальной машины, которая генерирует искусственный дым и закачивает его в дренажную систему сантехники. Дым создает давление в системе и выходит через любые трещины или свободные штуцеры;
3. диффузия из септической системы выщелачивающего поля;
4. через трещины в фундаменте здания;
5. сантехнические вентиляционные отверстия установлены слишком близко к воздухозаборникам или окнам в домах, оборудованных системами кондиционирования воздуха, которые пропускают наружный воздух для вентиляции. Ветер и воздушные потоки вокруг здания могут позволить канализационному газу проникать в здание даже там, где надлежащим образом размещены вентиляционные отверстия и воздухозаборники. Домовладельцы могут добавить фильтры трубы сброса или изменить высоту сбросов для того чтобы разрешить проблему.

Таким образом, проникновение канализационных газов в жилое пространство должно быть обнаружено и зафиксировано до того, как жильцы будут страдать от плохого самочувствия.

Отравление канализационными газами. Симптомы.

С наступлением жаркой погоды процесс накопления ядовитых газов в канализационных колодцах и резервуарах становится интенсивнее. Отравления клоачными газами в 50% случаев оказываются смертельными. А страдают, как правило, те, кто не ставит на первый план собственную безопасность и безопасность коллег.

Отравление получают не только работники водоканалов, проверяющие исправность трубопроводов, но и случайные прохожие и дети, пытающиеся достать закатившийся в открытый люк мяч. Надышался газами и не смог вылезти наружу.

Сероводород Бесцветный газ сероводород выделяется при гниении некоторых органических веществ. Обладает выраженным запахом тухлых яиц и так как он тяжелее воздуха, то его скопление чаще всего наблюдается в выгребных ямах и канализационных колодцах.

На одном из коммунальных предприятий области пояснили, что главной причиной смерти работников является пренебрежение правилами техники безопасности. «Судите сами, в поселке Ш во время ремонтных работ от ядовитых газов в коллекторе погибли трое мужчин. Они спустились в канализацию без средств защиты», — подчеркнул собеседник, просивший не упоминать его имени.

По его словам, год назад во время прочистки канализационного коллектора погиб слесарь. Он и двое его коллег в нерабочее время решили подзаработать, прочистив затор канализации. От жары в коллекторе накопилось большое количество сероводорода. Слесарь от отравления газом скончался мгновенно, его коллегу удалось спасти. По данным врачей, мужчины были в состоянии алкогольного опьянения. В местном водоканале сообщили, что работы проводились с нарушениями техники безопасности: без средств защиты.

Стоит отметить, что не всегда отравления заканчиваются летально. В 2010 году в Луганской области сотрудникам МЧС удалось спасти двух слесарей, которые чистили канализационные колодцы в поселке вагоно-ремонтного завода и оказались в подземной западне. Один спустился в колодец и начал работы, а второй страховал сверху. Когда же тому, который находился в колодце, стало плохо, его напарник спустился на помощь, но самостоятельно поднять коллегу не смог. Через время ему самому стало плохо и он начал звать на помощь. Мужчина из соседнего дома вызвал спасателей МЧС. Пострадавших доставили в реанимационное отделение больницы города с диагнозом отравления смесью канализационных газов (парами сероводорода и аммиака).

Характерные симптомы — Легкая степень отравления проявляется появлением рези и боли в глазах, першением в горле и кашлем, осиплостью голоса. Постепенно возникает головная боль и слабость.
— Симптомы средней степени тяжести интоксикации сероводородом выражаются, кроме вышеперечисленных признаков, оглушением или наоборот возбуждением пострадавшего, развитием острой сердечной недостаточности, отеком легких.
— Тяжелая степень отравления приводит к летальному исходу. Все симптомы ярко выражены и развиваются очень быстро.

При первых признаках отравления необходимо немедленно вызвать скорую помощь.

В колодцах и других подземных коммуникациях редко наблюдается присутствие какого нибудь одного газа. Обычно это коктейль из нескольких газов, вдыхание которых может привести к мгновенной потере сознания и гибели.

По сравнению с другими несчастными случаями, отравление канализационными газами встречаются нечасто. Эти газы включают продукты гниения органических веществ (сероводород, аммиак, низшие углеводороды). Невосприимчивость запаха сероводорода при его высоких концентрациях и нейтротоксичность являются причинами внезапной утраты сознания пострадавшими, это является предпосылкой для массовых поражений организма.

В Институте экогигиены и токсикологии им. Медведя рассказали, что в производственных условиях находят широкое распространение газообразные химические вещества: окислы азота, аммиака, пары брома, фтористого водорода, хлор, сернистый газ, фосген и др.

Игорь Олейник, Июнь, 2017 г.

Copyright © При копировании или цитировании материалов сайта ссылка на www.prochistka.dp.ua — обязательна!

Copyright «Прочистка канализации в Днепре» © 2013 — Igor Olejnik, Desing: Timinsky & Co Днепр