09 Марта 2021

Учёные СПбГАСУ исследуют процессы движения газовоздушной среды
в системах канализации

Исследователь движения газовоздушных смесей в инженерных коммуникациях

Святослав Фёдоров

Проблема неконтролируемых выбросов канализационных газов в городах настоятельно требует решения. Горожане жалуются на неприятные запахи, участились случаи отравления обслуживающего персонала канализационных сетей. При этом в нормативной документации нет методик по расчёту движения увлекаемой потоком газовоздушной среды в системах канализации, прогноза точек вероятного выброса при различных режимах функционирования сети. Доцент кафедры водопользования и экологии СПбГАСУ, к. т. н. Святослав Фёдоров проводит исследования, которые позволят прогнозировать зоны повышенного газовыделения и степень их влияния на окружающую городскую среду.


– Исследования процесса движения газовоздушной среды в системах канализации имеют большую практическую значимость, поскольку нацелены на улучшение городской среды и обеспечение экологической безопасности. Мой научный руководитель и соавтор – профессор-консультант кафедры водопользования и экологии СПбГАСУ, д. т. н. Виктор Михайлович Васильев. В этом году мы подали заявку для оформления патента на изобретение сооружения, обеспечивающего регулирование режима движения потока на участках канализационной сети.


✔ Сооружение регулирует давление газовоздушной среды и заполнение коллектора на участках сети дюкерного типа. Такая технология позволяет увеличивать скорость движения сточных вод, осуществлять промывку трубопровода и удаление скопившегося в лотке осадка, а также обеспечивает организованное отведение загрязнённого воздуха.


– Расскажите, пожалуйста, подробнее о своих исследованиях.

– У меня есть совместные научные статьи по данной тематике с моим другом и коллегой, заместителем декана по учебной работе, доцентом кафедры водопользования и экологии, к. т. н. Юрием Столбихиным. Моим соавтором также является аспирант кафедры Анна Телятникова. С 2017 года я и мой аспирант занимались мониторингом концентраций канализационных газов на действующих городских канализационных сетях. Для этого устанавливали портативные самопишущие газоанализаторы в смотровых колодцах, которые располагаются на коллекторах для технического обслуживания сети.

Как установить в колодец анализатор воздуха

Установка газоанализаторов в колодец

Кроме того, для изучения закономерностей распространения газов применялось моделирование сооружений и участков сети в программе ANSYS CFX. Проведение мониторинга на канализационных сетях позволило получить зависимости, отражающие газовыделение сероводорода, метана и аммиака, а также оценить изменение давления и температуры газовоздушной среды.

Как смоделировать движение газов в инженерных системах

Моделирование газовыделения

Результаты моделирования показали закономерности распространения выделяющихся газов, зоны их скопления в подсводном пространстве коллекторов и сооружений. На основании выполненных исследований было оценено влияние различных сооружений (перепадных и смотровых колодцев, камер гашения напора, колодцев подключения) на интенсивность газовыделения и движение газовоздушной среды. 

– Насколько большое внимание на кафедре водопользования и экологии уделяется экологической тематике?

– Этому всегда уделялось большое внимание. Накоплен значительный научный опыт, позволяющий сотрудникам кафедры принимать участие в решении широкого круга практических задач. Сформировано целое научное направление, которое занимается исследованиями процессов, протекающих в системах канализационных сетей. Его возглавляют член диссертационного совета, д. т. н., профессор Михаил Иванович Алексеев и д. т. н., профессор Виктор Михайлович Васильев, которые внесли большой вклад в изучение гидравлических режимов сетей и сооружений, в изучение процесса газовой коррозии железобетонных коллекторов и в разработку методов борьбы с ней. Известны работы заведующего кафедрой, к. т. н., доцента Анатолия Валентиновича Кудрявцева и доцента кафедры, к. т. н., доцента Владимира Петровича Верхотурова. Из последних работ, выполненных на кафедре, большой интерес представляют исследования Ю. В. Столбихина и к. т. н. А. В. Малкова, которые предложили новые методы предотвращения коррозии канализационных коллекторов и сооружений. Также хочу отметить научные исследования аспиранта А. М. Телятниковой, которая занимается вопросами оценки влияния выбросов канализационных газов в окружающей среде.

– Поделитесь, пожалуйста, вашими дальнейшими планами.

– В дальнейшем планирую продолжать развитие этого направления и привлекать к решению различных вопросов магистрантов и аспирантов.


Текст: Татьяна Петрова
Фото предоставлены Святославом Фёдоровым

✔ Узнайте больше о направлениях подготовки на кафедре водопользования и экологии

Факультеты

  • Факультет инженерной экологии и городского хозяйства
    Факультет инженерной экологии и городского хозяйства
  • Автомобильно-дорожный факультет
    Автомобильно-дорожный факультет
  • Факультет экономики и управления
    Факультет экономики и управления
  • Архитектурный факультет
    Архитектурный факультет
  • Строительный факультет
    Строительный факультет
  • Институт безотрывных форм обучения
    Институт безотрывных форм обучения
  • Факультет судебных экспертиз и права в строительстве и на транспорте
    Факультет судебных экспертиз и права в строительстве и на транспорте
Форма обратной связи:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Сообщение:
Введите код с картинки: Обновить картинку

Обновить картинку