Výber a technická analýza prístrojov PE Pipe v projekte čistenia odpadových vôd v meste Xu Xiake, Jiangyin

Ako rodné mesto Xu Xiake, „World Tourism Expert“, Xu Xiake Town, Jiangyin City, v posledných rokoch dosiahol pozoruhodné úspechy v správe vodného prostredia. V roku 2023 bol projekt „Ekologické obnovenie a zlepšenie biodiverzity riečnych mokradí v oblasti Baiqugang Xu Xiake“ implementovaný mestom úspešne vybraný ako projekt podpory fondu prevencie a kontroly vo vode. Cieľom tohto projektu je zlepšiť kvalitu vody a ekologické prostredie 32 riek v meste prostredníctvom komplexných opatrení. Projekt čistenia odpadových vôd v meste Xu Xiake si prijíma rúrkový montážny systém založený na potrubiach PE (polyetylén). Táto voľba plne zvažuje miestne geografické prostredie, inžinierske charakteristiky a požiadavky trvalo udržateľného rozvoja. V takomto hlavnom projekte riadenia vodného prostredia je výber potrubí čistenia odpadových vôd priamo spojený s kvalitou projektu a dlhodobým prevádzkovým efektom. Preto je potrebné komplexne zvážiť významný výkon, prispôsobivosť životného prostredia, pohodlie a hospodárstvo stavebníctva.

1. Technické charakteristiky a výhody Potrubia

V projekte úpravy odpadových vôd v meste Xu Xiake sa polyetylénové (PE) potrubia používajú hlavne ako materiály jadrových potrubí. Táto voľba je založená na vynikajúcom výkone rúr PE v mnohých aspektoch. Ako materiál s vysokým obsahom molekulárneho polyméru má PE rúrka komplexné výhody, s ktorými sa iné tradičné potrubia nemôžu zhodovať, a je obzvlášť vhodné na čistenie odpadových vôd a environmentálne inžinierstvo.

Pokiaľ ide o fyzikálne a chemické vlastnosti, PE rúrky fungujú dobre. Tento materiál má vynikajúcu odolnosť proti korózii a môže odolať korózii bežných látok kyseliny a alkali, organické rozpúšťadlá a elektrolyty pri čistení odpadových vôd, čím sa zabráni spoločným problémom s elektrochemickou koróziou kovových potrubí. Zároveň je vnútorná stena potrubia PE hladká, koeficient drsnosti je nízky (n ≈0,009) a odpor prietoku vody je malý, čo môže účinne znížiť ukladanie nečistôt a stratu energie. Mesto Xu Xiake sa nachádza v hlavnej lokalite delty rieky Yangtze s vysokou hladinou podzemnej vody a silnou korozivitou pôdy. Tieto charakteristiky rúr PE iba vyhovujú potrebám projektu.

Z pohľadu mechanických vlastností majú PE rúry vysokú odolnosť voči húževnatosti a nárazu a ich predĺženie pri prestávke je zvyčajne viac ako 350%, čo sa môže prispôsobiť nerovnomernému vyrovnaniu nadácie a vonkajším silám, ako sú zemetrasenie. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá v oblastiach nadácie mäkkých pôd, ako je napríklad Xu Xiake Town. Okrem toho sú PE rúrky ľahké (hustota je iba 0,94-0,96 g/cm³), čo je 1/10 hmotnosti betónových potrubí rovnakých špecifikácií, čo výrazne znižuje ťažkosti s prepravou a inštaláciou. Inžinierska prax ukazuje, že použitie rúr PE môže znížiť používanie stavebných strojov o približne 30% a skrátiť obdobie výstavby asi o 25%.

Spoľahlivosť pripojenia je ďalšou hlavnou výhodou PE rúr. Použitie technológie elektrického fúzneho pripojenia môže dosiahnuť podstatné spojenie so silou kĺbom, ktorá nie je nižšia ako pevnosť tela potrubia, čo výrazne znižuje riziko úniku rozhrania bežného v tradičných potrubiach. V projekte úpravy odpadových vôd v meste Xu Xiake musí systém siete potrubia prechádzať zložitým terénom a požiadavky na kvalitu pripojenia sú mimoriadne vysoké. Táto vlastnosť rúr PE iba vyhovuje inžinierskym potrebám.

Pokiaľ ide o služobnú životnosť, PE rúrky fungujú dobre. Kvalitné PE rúry môžu trvať viac ako 50 rokov za normálnych podmienok používania, ktoré sú oveľa vyššie ako tradičné betónové rúry (asi 20-30 rokov) a kovové rúry (15-25 rokov). Analýza nákladov na životný cyklus ukazuje, že hoci počiatočná investícia PE rúr je o niečo vyššia, v dôsledku nízkych nákladov na údržbu a dlhej životnosti služieb, jeho celkové náklady za 50 rokov sú o 15-20% nižšie ako v prípade tradičných potrubí.

Tabuľka: Porovnanie výkonnosti PE rúr s inými bežnými rúrkami

2. Analýza kompatibility medzi inžinierskymi požiadavkami a výberom potrubí

Ako základný projekt komplexného zlepšenia vodného prostredia v regióne má projekt úpravy odpadových vôd v meste Xuxiake vlastnosti veľkého rozsahu, komplexného systému a environmentálnej citlivosti, čo kladie špeciálne požiadavky na vybavenie potrubí. Vysoký stupeň adaptability medzi schémou inžinierskeho dizajnu a výberom potrubí je kľúčovým faktorom na zabezpečenie úspešnej implementácie projektu.

Stupnica projektu a zložitosť systému vyžadujú, aby sa potrubia mali vysoko štandardizovaný a spoľahlivý výkon pripojenia. Projekt na zlepšenie vodného prostredia v meste Xuxiake pokrýva 32 riek a obsah implementácie zahŕňa viac subsystémov, ako je odpočúvanie znečisťujúcich látok, čistenie vody, ekologická obnovenie rieky a komplexné obnovenie vodných ekosystémov. Takáto veľká inžinierska sieť vyžaduje, aby rôzne potrubné armatúry boli vysoko konzistentné v špecifikáciách, rozhraniach a výkone. PE rúrky majú vysoký stupeň štandardizovanej výroby, s celým rozsahom špecifikácií od DN50 po DN2000 a metóda zjednoteného pripojenia, ktorá výrazne zjednodušuje obtiažnosť integrácie systému. V porovnaní, ak sa používajú betónové potrubia alebo liatinové potrubia, rozmanitosť ich typov a veľkostí rozhrania zvýši zložitosť systému a zníži inžiniersku spoľahlivosť.

Adaptabilita terénu je dôležitým faktorom pri výbere potrubí. Mesto Xuxiake susedí s jazerom Taihu na juhu a rieke Yangtze na severe. Hladina podzemnej vody je vysoká a ložisková kapacita nadácie je nízka. Niektoré potrubia v projekte musia prejsť základmi mäkkých pôd a existujúcimi štruktúrami, ktoré si vyžadujú extrémne vysokú flexibilitu a bezúčelnú konštrukciu potrubí. Flexibilita rúr PE im umožňuje prispôsobiť sa určitému stupňu vychýlenia a stále si môžu udržiavať štrukturálnu integritu a tesnenie pri nerovnomernom urovnaní. Okrem toho sú PE rúrky vhodné na výstavbu pomocou bezútenačných technológií, ako je vodorovné smerové vŕtanie, ktoré sú obzvlášť dôležité pri prechode na citlivé oblasti, ako sú cesty a rieky.

Charakteristiky kvality vody a procesy čistenia tiež priamo ovplyvňujú výber panvy potrubia. Počas úpravy odpadových vôd môžu byť potrubia vystavené komplexnému médiu obsahujúcemu korozívne látky, tuhé častice a mikroorganizmy. Chemická inertnosť PE rúr im umožňuje odolávať korozívnym látkam, ako sú kyslé a alkalické zložky a kyselina hydrosírová v odpadových vodách. Jeho hladká vnútorná stena znižuje ukladanie nečistôt a bakteriálny rast, čo pomáha udržiavať účinnosť liečby a kvalitu vody vody. Naopak, kovové potrubia sú náchylné na elektrochemickú koróziu a betónové potrubia sa môžu zhoršiť v dôsledku baktérií znižujúcich síran. Projekt Xuxiake Town zahŕňa aj procesné jednotky, ako sú ekologické plávajúce postele, prevzdušňovacie zariadenia a zaobchádzanie s predajňami in situ. PE rúrky sú kompatibilnejšie s týmito procesnými zariadeniami a sú pohodlnejšie a spoľahlivejšie na pripojenie.

Dôležitými úvahami sú aj požiadavky na inscenovanie a údržbu projektu. Projekty riadenia vodného prostredia vo veľkom meradle sa zvyčajne realizujú vo fázach, čo vyžaduje, aby systém potrubia mal dobrú škálovateľnosť a pohodlie údržby. Technológia elektrického fúzneho pripojenia PE potrubí umožňuje pohodlné pridanie vetiev alebo výmenu sekcií potrubia v už prevádzkovom systéme bez toho, aby bolo potrebné vypnúť prívod vody. Ako súčasť projektu EOD „Yangtze River to Taihu Lake“ môže projekt Xuxiake Town v budúcnosti čeliť rozširovaniu a vylepšeniam systému. Táto funkcia PE Pipes poskytuje pre projekt dlhodobú flexibilitu.

Tabuľka: Korešpondencia medzi požiadavkami projektu Xuxiake Town a charakteristikami PE rúrky