ZAKRES PUBLIKACJI: WYKŁADZINY CHEMOODPORNE
BRANŻA: OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW

Jak dokonać renowacji skorodowanego stalowego zbiornika na oczyszczalni ścieków za pomocą wykładziny z tworzywa

Zbiorniki na oczyszczalniach ścieków

Istotnym wyzwaniem jest modernizacja starszych obiektów, z których wiele powstało kilkadziesiąt lat temu. Stare konstrukcje wymagają renowacji ze względu na korozję, przecieki i zużycie technologiczne, co prowadzi do konieczności pilnych działań naprawczych lub wymiany instalacji.

Według danych GUS, Ochrona Środowiska w 2023 r., latach 2003–2022 przeprowadzono 2450 inwestycji w zakresie modernizacji i/lub rozbudowy oczyszczalni ścieków komunalnych (w samym roku 2022 – 277 inwestycji). Świadczy to m.in. o dążeniu do spełniania wymogów unijnych w zakresie ochrony środowiska, co wymusza modernizację starszych obiektów, oraz intensyfikacji działań na rzecz poprawy infrastruktury wodno-ściekowej w Polsce i dostosowywania jej do nowych wyzwań środowiskowych i wzrostu zapotrzebowania.

Producenci zbiorników stalowych czy też żelbetowych na ogół dają kilkunastoletnią gwarancję (zazwyczaj jest to 10 lat), w ramach której wykonywane są bieżące naprawy i inne prace konserwacyjne. Wynika to z intensywnych warunków eksploatacji i naturalnej degradacji tych materiałów w czasie.

Niestety, komory czy osadniki wykonane ze stali lub betonu, narażone na działanie czynników chemicznych, wilgoci oraz zmian temperatur po 10-letnim okresie pracy praktycznie nie nadają się do dalszej eksploatacji. Wynika to często z wysokiego stopnia skorodowania powierzchni dna i płaszcza takiego zbiornika. Konstrukcja ulegająca degradacji może prowadzić do poważnych uszkodzeń, pęknięć oraz przecieków już po upływie kilku lat eksploatacji, zwłaszcza jeśli ochrona antykorozyjna jest niedostateczna lub niewłaściwie utrzymana.

Regularna konserwacja i wprowadzanie dodatkowych zabezpieczeń, takich jak wykładziny chemoodporne, mogą znacznie wydłużyć czas ich eksploatacji, pod warunkiem ich właściwego utrzymania i okresowego serwisowania.

Sytuacja Klienta

Na terenie gminnej oczyszczalni ścieków znajdował się stalowy osadnik wstępny o pojemności 80 m³. Po ponad 10 latach użytkowania dno i płaszcz zbiornika uległy silnej korozji, a na powierzchni pojawiły się pęknięcia, które powodowały przecieki ścieków do gruntu.

Celem działu utrzymania ruchu stało się:

• zapewnienie bezpieczeństwa i ciągłości procesu technologicznego,
• znalezienie rozwiązania umożliwiającego przedłużenie żywotności zbiornika przy wykorzystaniu istniejącej konstrukcji,
• osiągnięcie optymalnego kosztu renowacji mieszczącego się w budżecie remontowym,
• ograniczenie czasu przestoju podczas naprawy.

Stan stalowego osadnika wstępnego przed uszczelnieniem – widoczne zniszczenia zbiornika powodujące przecieki ścieków do gruntu

Uszkodzenia zbiorników stalowych i żelbetowych

Na oczyszczalniach ścieków najczęściej stosowanymi do budowy zbiorników materiałami są żelbet, stal z powłoką antykorozyjną lub konstrukcja łączona tj. ściany wykonane ze stali, dno betonowe. Wraz z przebiegiem procesu oczyszczania, który wpływa na wysoką agresywność składu chemicznego ścieków, są one narażone na uszkodzenia na skutek procesów korozyjnych. Obniża to trwałość zbiorników, a tym samym skraca ich okres użytkowania.

Do czynników mających wpływ na korozję, niszczenie, uszkodzenie powierzchni struktury betonu i przeciekanie zbiorników zaliczyć można:

• zjawisko abrazji wywołane przez ocierające się o powierzchni ścian i dna zbiorników drobne ciała stałe, które zawieszone są w wodzie o silnym przepływie,
• zjawisko implozji wywołane kawitacją,
• powstawanie rys i pęknięć w wyniku naprężeń wywołanych przez zmiany temperaturowe,
• wysoką agresywność chemiczną ścieków, która sprzyja powstawaniu uszkodzeń mechanicznych na skutek korozji.

W przypadku zbiorników stalowych zdarza się, że mimo powłok antykorozyjnych blachy, korozji ulegają płaszcz zbiornika i inne metalowe elementy konstrukcyjne. Wynika to często m.in. z niskiej jakości blachy nieposiadającej odpowiednich aprobat technicznych, źle dobranego rodzaju powłoki ochronnej pod kątem odporności chemicznej czy błędnego wykonania takiej powłoki. Z tego powodu zawsze warto realizować takie inwestycje z firmami, które posiadają doświadczenie w tym obszarze. Ma to bowiem istotny wpływ na okres eksploatacji zbiornika i czas pomiędzy kolejnymi renowacjami.

Jak uszczelnić skorodowany zbiornik na oczyszczalni ścieków i zabezpieczyć go przed działaniem agresywnych ścieków

Wśród znanych rozwiązań z zakresu renowacji zbiorników są np. technologia pokrywania powierzchni żywicami czy malowanie natryskowe chemoodporne. Większość z nich wiąże się z koniecznością odpowiedniego przygotowywania podłoża do nałożenia warstw chemoodpornych poprzez precyzyjne czyszczenie powierzchni z osadu. Wynika to z tego, że stosowane do renowacji materiały wymagają suchego i czystego podłoża, co przekłada się na czasochłonność i wzrost kosztów samego przygotowania powierzchni.

Na rynku można znaleźć wiele materiałów powłokowych do wspomnianych aplikacji, niemniej są sytuacje, gdy stan istniejącego zbiornika jest na tyle poważny (przeciekająca skorodowana powierzchnia), że takie rozwiązania stają się nieracjonalne. W przypadku mocno wyeksploatowanych osadników, które uległy silnej korozji, a ich ściany oraz dno są znacznie uszkodzone i powodują przecieki można zastąpić je nowymi zbiornikami (zarówno ze stali, żelbetu czy tworzywa sztucznego). Wiąże się to jednak z większą inwestycją – niezbędne są prace rozbiórkowe, opracowanie nowego projektu, uzyskanie koniecznych zezwoleń. W przypadku budowy kolejnego zbiornika ze stali czy betonu z żywotnością na ok. 10 lat niosłaby ona za sobą dodatkowe koszty systematycznych prac konserwacyjnych poprawiających jego kondycję w całym okresie eksploatacji (zależnie od gwarancji producenta).

W sytuacji naszego Klienta wymiana osadnika na całkowicie nowy oznaczała inwestycję na większą skalę, dłuższy czas realizacji, a tym samym znacznie wyższe koszty. Miałaby ona uzasadnienie głównie w przypadku, gdy oczyszczalnia znajdowałaby się w okresie większej modernizacji i przeznaczone byłyby na ten cel większe środki.

Rozwiązaniem optymalnym finansowo, technicznie i czasowo była renowacja zbiornika za pomocą wykładziny chemoodpornej z tworzywa sztucznego. W tym przypadku zaproponowaliśmy wykładzinę z polietylenu o dużej gęstości – PE High Density UV (PE-HD, HDPE). Poza wysoką odpornością chemiczną na działanie szkodliwych związków znajdujących się w ściekach tworzywo to gwarantuje pełną szczelność i nieprzepuszczalność dna oraz płaszcza zbiornika. Ze względu na to, że osadnik znajduje się na wolnym powietrzu, bardzo ważne było zapewnienie odporności nowej powłoki na działanie czynników atmosferycznych. W tym celu zastosowaliśmy PE-HD w kolorze czarnym, ze specjalnym typem dodatków w strukturze materiału, które uodparniają tworzywo na oddziaływanie promieni UV.

Montaż wykładziny z tworzywa w zbiorniku stalowym

W ramach zadania w naszym zakładzie produkcyjnym przygotowaliśmy osobno wykładzinę na dno oraz na płaszcz zbiornika, które dostosowaliśmy do wymiarów istniejącego osadnika (średnica 5600 mm, wysokość H = 3350 mm).

Montaż wykładziny z tworzywa w zbiorniku był poprzedzony opróżnieniem osadnika i oczyszczeniem z grubszych warstw osadu (zazwyczaj wystarczy czyszczenie myjką ciśnieniową). Przetransportowane elementy wykładziny umieściliśmy w istniejącym osadniku za pomocą dźwigu. Oba elementy tj. wkładki na dno oraz na płaszcz zespoliliśmy ze sobą poprzez spawanie ekstruzyjne, które zapewnia wysoką hermetyczność połączeń. Szczelność spawów zbadaliśmy metodą przeskoku iskry elektrycznej WEG, co zostało potwierdzone odpowiednim protokołem.

Na wykonanie takiej wykładziny chemoodpornej składają się:

• złożone metody obliczeniowo-projektowe podczas obliczeń i kompensacji wydłużeń cieplnych (znacząco różne parametry obu materiałów użytych w zbiorniku),
• wykorzystanie zgrzewarki liniowej czołowej z systemem rejestracji parametrów i kompensacji sił „force-sensing” TPQ + systemu płynnego zwijania płaszczy z tworzywa dużych gabarytów,
• obróbka CNC na powierzchni roboczej minimum 4000 x 2000 mm,
• zgrzewanie czołowe rur HDPE SDR 17 / 11,
• system zabezpieczenia i analizy przed naporem wód gruntowych i oddziaływaniem na materiał wykładziny.

Prace montażowe w ramach zabezpieczenia chemoodpornego – uszczelnienia zbiornika na ścieki

Renowacja zbiornika – jakie korzyści daje wykładzina chemoodporna z tworzywa

Podsumujmy wszystkie korzyści, jakie niesie za sobą zabezpieczenie chemoodporne zbiorników za pomocą wykładzin z tworzyw sztucznych:

• możliwość wykorzystania istniejącej konstrukcji bez konieczności kosztownych modernizacji,
• wydłużenie czasu bezpiecznej eksploatacji istniejącego zbiornika dzięki wysokiej odporności chemicznej zastosowanego materiału wykładziny,
• pełna szczelność i nieprzepuszczalność dna, ścian zbiornika – wykładanie zbiorników tworzywem dzięki jego względnej elastyczności pozwala dopasować materiał do kształtu istniejącego osadnika / komory, co przekłada się na jego stuprocentową szczelność,
• rozwiązanie umożliwia realizację renowacji w ekstremalnie niskim czasie, co daje najkrótszy możliwy okres przestoju – zbiornik jest wyłączony z użytkowania na 2-3 dni, a nie na tygodnie tak jak zdarza się przy innych technologiach,
• technologia nie narzuca konieczności precyzyjnego czyszczenia powierzchni, osuszania, przygotowywania do nałożenia warstw chemoodpornych, jak ma to miejsce np. w technologii pokrywania żywicami, co wpływa na oszczędność czasu i kosztów,
• wykładzina z tworzywa sztucznego jest rozwiązaniem ekologicznym.

Izolację chemoodporną zbiorników w postaci wykładziny chemoodpornej stosuje się dla zbiorników z żelbetu lub stali, m.in. na oczyszczalniach ścieków lub w przedsiębiorstwach, w których magazynuje się materiały niebezpieczne.

Stan osadnika po wykonaniu zabezpieczenia chemoodpornego

Posiadasz zbiornik ze stali lub żelbetu, który wymaga zabezpieczenia chemoodpornego? Skontaktuj się z nami! Wykonamy odporną wykładzinę z tworzywa, która przedłuży jego trwałość. A jeśli zajdzie potrzeba, zrealizujemy produkcję nowego zbiornika.