Nemetāliskie skrāpji atbilst notekūdeņu attīrīšanas staciju stingrajiem prasījumiem.

Korozijas izturība un ilgstoša izturība notekūdeņu attīrīšanas staciju vidē

Ķīmiskās un mikrobiālās korozijas problēmas primārajās un sekundārajās sedimentācijas tvertnēs

Primārie un sekundārie atdalītāji, ko izmanto notekūdeņu attīrīšanas stacijās, saskaras ar nopietnām korozijas problēmām galvenokārt tāpēc, ka ūdeņraža sulfīds pārvēršas par sērskābi, kā arī tāpēc, ka notiek mikrobioloģiski izraisīta korozija, par ko bieži runā. Šajos sistēmu metāla komponenti nodilst aptuveni trīs reizes ātrāk nekā parastās notekūdeņu apstākļos. Kad iesaistīts betons, situācija kļūst vēl sliktāka. Materiāls sāk strauji degradēties, tiklīdz pH līmenis nokrīt zem 4,5, kas notiek diezgan bieži vietās, kur ir liels ūdeņraža sulfīda daudzums. Tas nozīmē, ka strukturālie bojājumi rodas daudz ātrāk, nekā sagaidāms šajās būtiskajās nogulšņu novākšanas zonās, kur viss ir atkarīgs no stingras konstrukcijas.

Materiālzinātnes pārrāvumi: HDPE, UHMW-PE un šķiedru pastiprināti kompozītmateriāli

Mūsdienu nemetāliskie materiāli novērš korozijas riskus, izmantojot molekulāru inerțitāti:

• HDPE (Augstas blīvuma polietilēns) : Iztur visu notekūdeņu pH diapazonu (2–12)
• UHMW-PE (ultraaugstas molekulmasas polietilēns) — Nodrošina 15 reizes ilgāku nodiluma izturību nekā nerūsējošais tērauds abrazīvā dūņu vidē
• Šķiedru pastiprināti kompozītmateriāli — Saglabā strukturālo integritāti nepārtrauktas mikrobiālas iedarbības laikā

Šie polimēri novērš elektroķīmiskās degradācijas ceļus, kas apdraud metālus, kamēr to hidrofobās virsmas samazina biofilmu pielipšanu par 78 % salīdzinājumā ar metāla alternatīvām.

Dzīves cikla dati: 15+ gadu ekspluatācijas ilgums pret 5–7 gadiem nerūsējošā tērauda skrāpējiem (EPA WERF 2022)

Nemetāla skrāpēji nodrošina mērāmu ilgmūžības priekšrocību visās Ziemeļamerikas notekūdeņu attīrīšanas nodaļās:

Avots: EPA Ūdens vides pētniecības fonds, 2022. gada pētījums par 140 notekūdeņu tīrītājstacijām

Šis pagarinātais kalpošanas laiks samazina skrāpju nomaiņas biežumu par 60 % un novērš galvaniskās korozijas risku, veicot esošās infrastruktūras modernizāciju.

Pārsvarīga notekūdeņu apstrādes stacijās izmantojamā dūņu un putas noņemšanas veiktspēja

Hidrauliskā efektivitāte un zemtas momenta darbība augstas viskozitātes dūņu kārtās

Pētījumi par sedimentācijas tvertnēm rāda, ka nemetāliskās skrāpju sistēmas hidrauliskās efektivitātes ziņā veicas aptuveni par 30% labāk biezo dūņu slāņos salīdzinājumā ar tradicionālajām metāla opcijām. Kāpēc tās tik labi darbojas? Izmantotie polimēru materiāli rada aptuveni par 40% mazāku rotācijas momentu, kas nozīmē zemāku enerģijas patēriņu, taču saglabā to pašu tīrīšanas efektivitāti. Šīm skrāpju sistēmām ir īpaši izstrādātas asmeņu formas, lai pārvarētu šķidrumu pretestību un novērstu cieto daļiņu atkal iekļūšanu šķidrumā suspendētā stāvoklī. Turklāt to vieglā masa ļauj vienmērīgi pārvietoties caur dažādiem dūņu slāņiem un sasniegt aptuveni 2,5 metrus dziļumā pat tad, ja sistēmā notiek intensīva plūsma. Šāda veida sniegums kļūst arvien svarīgāks notekūdeņu attīrīšanas iekārtām, kuras cenšas optimizēt savu darbību.

Nelepiecīgas virsmas īpašības, kas novērš bioplēves veidošanos un aizsprostošanos

Kompozītmateriāli vienkārši neinteresē mikrobus, kas uz tiem piestiprinās, tādējādi pētījumu rezultāti, ko 2023. gadā publicēja Notekūdeņu inženierzinātnes pētniecības fonds, liecina, ka biofilmu veidošanās samazinās aptuveni par 70 % salīdzinājumā ar metāla virsmām. Šo materiālu efektivitāti nodrošina to ārkārtīgi gludā virsma molekulārā līmenī. Iedomājieties to kā Teflonu ūdens attīrīšanas iekārtām — visi piesārņojumi vienkārši noslīd nost, nevis pielīp. Tas risina to kaitinošo problēmu, kuru mēs visi pazīstam primārajos atdalītājos, kur tauki un citas taukainas vielas laika gaitā praktiski 'pielīp' kustīgajām detaļām. Tehniskās apkopes personālam vairs nav jākāpj katru nedēļu šajos rezervuāros. Vietoj tam viņi var pārbaudīt sistēmu reizi ik trīs mēnešos vai aptuveni tik bieži, ietaupot stundām ilgu darba laiku un nodrošinot stabili sistēmas darbību starp tehniskās apkopes apmeklējumiem.

Operacionālie un infrastruktūras priekšrocības notekūdeņu attīrīšanas staciju modernizācijai

Esošo notekūdeņu attīrīšanas staciju modernizēšana ar nemetāliskiem skrāpjiem novērš kritiskas infrastruktūras ierobežojumus.

Galvaniskās korozijas un elektriskās zemēšanas problēmu novēršana

Inženierveidotie polimēru kompozīti novērš galvanisko koroziju starp dažādiem metāliem — tādējādi atbrīvojot no sarežģītu elektriskās zemēšanas sistēmu nepieciešamības mitrās vides apstākļos. Tas samazina uzstādīšanas laiku par 30 % un novērš atkārtoti rodamos zemēšanai saistītos uzturēšanas darbus, vienkāršojot pārbūves budžeta vai vietas ierobežojumu dēļ.

Svara samazināšana (līdz 60 %), kas ļauj droši veikt pārbūvi vecās tiltu konstrukcijās

Uzlabotie kompozītmateriāli nodrošina līdz 60 % svara samazināšanu salīdzinājumā ar tērauda skrāpjiem — ļaujot veikt pārbūvi uz vecām atdalītāju tiltu konstrukcijām, kas būvētas pirms 1990. gada, bez papildu strukturālas nostiprināšanas. Inženieri ziņo par 40 % ātrāku uzstādīšanu slodzes ierobežotās konstrukcijās, izvairoties no dārgām tiltu aizvietošanām un vienlaikus pagarinot aktīvu kalpošanas laiku.

Bieži uzdotie jautājumi

Kādas ir galvenās notekūdeņu attīrīšanas stacijās rodāmās korozijas cēloņi?

Korozija notekūdeņu attīrīšanas stacijās galvenokārt ir izraisīta ar ķīmiskām reakcijām, kurās iesaistīts ūdeņraža sērūdeņradis, kas pārvēršas par sērskābi, un mikrobioloģiskās aktivitātes, kas izraisa elektroķīmisku degradāciju.

Kāpēc notekūdeņu attīrīšanas stacijās tiek vairāk izmantoti nemetāliski materiāli?

Nemetāliski materiāli, piemēram, HDPE, UHMW-PE un šķiedru pastiprināti kompozītmateriāli, tiek vairāk izmantoti, jo tie ir izturīgi pret koroziju, ilgstošāki agresīvās ķīmiskās vides apstākļos un uz tiem mazāk pieķeras bioplēve.

Kā nemetāliskie skrāpji uzlabo dūņu noņemšanu attīrīšanas stacijās?

Nemetāliskie skrāpji uzlabo dūņu noņemšanu, nodrošinot labāku hidraulisko efektivitāti, par 40 % mazāku rotācijas momentu un augstākas kvalitātes neuzlīpīgas virsmas īpašības, kas samazina bioplēves veidošanos.

Kādas ekspluatācijas priekšrocības nemetāliskie skrāpji nodrošina rekonstrukcijas projektos?

Nemetāliskie skrāpji novērš galvanisko koroziju un zemēšanas sarežģījumus, samazina svaru, nodrošinot drošāku uzstādīšanu vecās konstrukcijās, kā arī ļauj ātrāk veikt uzstādīšanu.