عوامل التآكل الشائعة لأنابيب الصلب المطلية بالبلاستيك المستخدمة في الصرف الصحي في المشاريع الصناعية

نظام الصرف الحضري هو نظام هندسي مُصمم لجمع ونقل ومعالجة وتصريف مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار. يُعدّ هذا النظام جزءًا أساسيًا من البنية التحتية الحضرية، ويتألف بشكل رئيسي من مرافق الصرف الداخلي، وأنابيب الصرف الحضري، ومحطات ضخ مياه الصرف الصحي، ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي، ومرافق معالجة مياه الأمطار. تُمثل أنابيب الصرف الحضري حلقة الوصل في هذا النظام، حيث تقوم بجمع ونقل مياه الصرف الصحي ومياه الأمطار. يُمكن تقسيم نظام الصرف الحضري إلى نظام مُدمج ونظام منفصل. يُشير النظام المُدمج إلى جمع ونقل ومعالجة وتصريف مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية ومياه الأمطار عبر مجموعة من الأنابيب. أما النظام المنفصل، فيُشير إلى جمع ونقل ومعالجة وتصريف الأنواع الثلاثة المذكورة من المياه عبر مجموعتين من الأنابيب، حيث يتم جمع مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية عبر أنابيب الصرف الصحي ودخولها إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي للمعالجة، بينما تدخل مياه الأمطار عبر أنابيب تصريف مياه الأمطار ليتم جمعها وتصريفها إلى المسطحات المائية المُستقبلة.

تحتوي مياه الصرف الصحي المنزلية على كمية كبيرة من المواد العضوية، أما مياه الصرف الصناعي فهي في الغالب مياه نفايات الإنتاج التي تصرفها الشركات الصناعية والتعدينية، ومياه نفايات الاختبارات الكيميائية للشركات الكيميائية، ومياه الصرف الصحي الناتجة عن نقل مواد محددة. لهذه المياه تأثير سلبي كبير على صحة الإنسان. أثناء نقل هذه المياه عبر أنابيب الصرف، تحدث سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية بين المواد غير العضوية والمواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة الموجودة في مياه الصرف، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حموضة مياه الصرف إلى مستوى حمضي، وبالتالي التسبب في أضرار تآكل خطيرة للجدار الداخلي للأنابيب.أنبوب فولاذي مطليفي الحالات الشديدة، سيتسرب أنبوب الصلب المطلي، مما سيؤدي إلى سلسلة من مشاكل السلامة.

نظراً لأن أنابيب الصرف الصحي غالباً ما تكون في بيئة قاسية نسبياً، ولأن مياه الصرف الصحي التي تنقلها شديدة التآكل، تُستخدم عادةً أنابيب خرسانية ذات أقطار كبيرة. مع ذلك، وبعد الاستخدام طويل الأمد، قد يحدث تآكل شديد داخل الأنابيب الفولاذية المطلية. في البداية، كان يُعتقد أن تآكل الأنابيب الخرسانية في أنظمة الصرف الصحي ناتج فقط عن تفاعلات كيميائية، لكن الدراسات الحديثة أثبتت أن المواد الحمضية في مياه الصرف الصحي لا تُسبب تآكلاً شديداً لأنابيب الصرف الخرسانية، بل للأنابيب الفولاذية المطلية.

في عام ١٩٤٥، أشار باركر في تقرير بحثي في ​​ملبورن إلى أن حمض الكبريتيك الحيوي الناتج عن استقلاب الكائنات الدقيقة في أنابيب الصرف الصحي يُعدّ أحد الأسباب الرئيسية للتآكل الشديد لأنابيب الخرسانة. كما يُبيّن التقرير آلية التآكل الميكروبي للخرسانة. ففي بيئة لاهوائية، تُسبب بعض البكتيريا المُختزلة تفاعل اختزال للكبريتات الموجودة في قاع أنبوب الصلب المُغطى، مُنتجةً كبريتيد الهيدروجين (H2S). ثم تُكوّن البكتيريا المؤكسدة للكبريت حمض الكبريتيك من خلال تفاعلات الأكسدة. بعد أن يتغلغل حمض الكبريتيك في الخرسانة، يتفاعل مع هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2) الموجود داخلها، مُحللاً نواتج إماهة الأسمنت، مما يُسبب تآكل أنبوب الصلب المُغطى. وتتشابه العوامل المؤثرة على تآكل أنابيب الصلب الخاصة بمياه الصرف الصحي مع تلك الخاصة بأنابيب الصلب الخاصة بالمياه النظيفة، باستثناء أن تركيز هذه الأيونات أعلى من تركيزها في المياه النظيفة.