Wybór i analiza techniczna wyposażenia rur PE w projekcie oczyszczania ścieków w Xu Xiake Town, Jiangyin

Jako rodzinne miasto Xu Xiake, „światowy ekspert ds. Turystyki”, Xu Xiake Town, Jiangyin City, w ostatnich latach dokonało niezwykłych osiągnięć w zarządzaniu środowiskiem wodnym. W 2023 r. „Projekt renowacji ekologicznej i zwiększania różnorodności biologicznej mokradeł rzecznych w Baiqugang Xuake Area” został wdrożony przez miasto jako projekt wsparcia funduszu zapobiegania i kontroli środków kontrolnych. Projekt ma na celu poprawę jakości wody i środowiska ekologicznego 32 rzek w mieście poprzez kompleksowe środki. Projekt oczyszczania ścieków w mieście Xu Xiake przyjmuje system dopasowania rur oparty na rurach PE (polietylen). Ten wybór w pełni uwzględnia lokalne środowisko geograficzne, cechy inżynieryjne i wymagania dotyczące zrównoważonego rozwoju. W tak dużym projekcie zarządzania środowiskiem wodnym wybór złączek do oczyszczania ścieków jest bezpośrednio związany z jakością projektu i długoterminowym efektem eksploatacji. Dlatego konieczne jest kompleksowe rozważenie wydajności materialnej, zdolności adaptacji środowiska, wygody budowlanej i ekonomii.

1. Charakterystyka techniczna i zalety Rury PE

W projekcie oczyszczania ścieków w mieście Xu Xiake rur polietylenowy (PE) stosuje się głównie jako materiały do ​​rur rurowych. Ten wybór opiera się na doskonałej wydajności rur PE w wielu aspektach. Jako materiał polimerowy o wysokiej molekularnej rura PE ma kompleksowe zalety, których inne tradycyjne rury nie mogą się równać, i jest szczególnie odpowiednie do oczyszczania ścieków i inżynierii środowiska.

Pod względem właściwości fizycznych i chemicznych rur PE działają dobrze. Materiał ten ma doskonałą odporność na korozję i może odpierać korozję wspólnych substancji kwasowych i alkalicznych, rozpuszczalników organicznych i elektrolitów w oczyszczaniu ścieków, unikając wspólnych problemów korozji elektrochemicznej rur metalowych. Jednocześnie wewnętrzna ściana rur PE jest gładka, współczynnik chropowatości jest niski (N≈0,009), a odporność na przepływ wody jest niewielka, co może skutecznie zmniejszyć osadzanie brudu i utratę energii. Miasto Xu Xiake znajduje się w doskonałej lokalizacji delty rzeki Jangcy, o wysokim poziomie wód gruntowych i silnej korozyjności gleby. Te cechy rur PE spełniają potrzeby projektu.

Z perspektywy właściwości mechanicznych rur PE mają wysoką wytrzymałość i odporność na uderzenie, a ich wydłużenie przy przerwie wynosi zwykle ponad 350%, co może dostosować się do nierównomiernych osadnictwa podkładowego i sił zewnętrznych, takich jak trzęsienia ziemi. Ta funkcja jest szczególnie ważna w obszarach fundamentów miękkich gleby, takich jak miasto Xu Xiake. Ponadto rury PE są lekkie (gęstość wynosi tylko 0,94-0,96 g/cm³), czyli 1/10 masy betonowych rur o tych samych specyfikacji, znacznie zmniejszając trudność transportu i instalacji. Praktyka inżynierska pokazuje, że stosowanie rur PE może zmniejszyć wykorzystanie maszyn budowlanych o około 30% i skrócić okres budowy o około 25%.

Niezawodność połączenia jest kolejną główną zaletą rur PE. Zastosowanie technologii elektrycznej połączenia fuzyjnego może osiągnąć niezbędne połączenie z siłą stawową nie niższą niż wytrzymałość korpusu rur, znacznie zmniejszając ryzyko wycieku interfejsu powszechnego w tradycyjnych rurach. W projekcie oczyszczania ścieków w mieście Xu Xiake system sieci rur musi przekroczyć złożony teren, a wymagania jakości połączenia są wyjątkowo wysokie. Ta funkcja rur PE spełnia potrzeby inżynieryjne.

Jeśli chodzi o żywotność usług, rurki PE dobrze sobie radzą. Wysokiej jakości rury PE mogą trwać ponad 50 lat w normalnych warunkach użytkowania, co jest znacznie wyższe niż tradycyjne rurki betonowe (około 20-30 lat) i metalowe rury (15–25 lat). Analiza kosztów cyklu życia pokazuje, że chociaż początkowa inwestycja rur PE jest nieco wyższa, ze względu na niski koszt konserwacji i długą żywotność obsługi, jego całkowity koszt w ciągu 50 lat jest o 15-20% niższy niż w przypadku tradycyjnych rur.

Tabela: Porównanie wydajności rur PE z innymi popularnymi rurami

2. Analiza kompatybilności między wymaganiami inżynieryjnymi a wyposażeniem rur

Jako podstawowy projekt kompleksowej poprawy środowiska wodnego w regionie, projekt oczyszczania ścieków w mieście Xuxiake ma charakterystykę dużej skali, złożonego systemu i wrażliwości środowiska, co stanowi specjalne wymagania dotyczące wyposażenia rur. Wysoki stopień zdolności adaptacyjnej między programem projektowania inżynierii a wyborem wyposażenia rur jest kluczowym czynnikiem zapewniającym pomyślne wdrożenie projektu.

Skala projektu i złożoność systemu wymagają wyposażenia rur, aby mieć wysoce znormalizowaną i niezawodną wydajność połączenia. Projekt ulepszenia środowiska wodnego w Xuxiake Town obejmuje 32 rzeki, a zawartość wdrażania obejmuje wiele podsystemów, takich jak przechwytywanie zanieczyszczeń, oczyszczanie wody, przywracanie ekologiczne i kompleksowe przywrócenie ekosystemów wodnych. Tak duża sieć inżynierska wymaga, aby różne wyposażenie rurowe były wysoce spójne w specyfikacjach, interfejsach i wydajności. Rury PE mają wysoki stopień standaryzowanej produkcji, z pełnym zakresem specyfikacji od DN50 do DN2000 oraz metodą jednolitego połączenia, która znacznie upraszcza trudność integracji systemu. Dla porównania, jeśli zastosowane są betonowe rury lub rur żeliwa, różnorodność ich typów i rozmiarów zwiększy złożoność systemu i zmniejszy niezawodność inżynierii.

Ważna kwestia adaptacji terenu jest ważnym czynnikiem przy wyborze złączek do rury. Miasto Xuxiake jest przylegające do jeziora Taihu na południu i rzece Jangcy na północy. Poziom wód gruntowych jest wysoki, a pojemność nośna fundamentu jest niska. Niektóre rurociągi w projekcie muszą przejść przez miękkie fundamenty gleby i istniejące struktury, co wymaga wyjątkowo wysokiej elastyczności i bez wykopu wydajności rur. Elastyczność rur PE pozwala im dostosować się do pewnego stopnia ugięcia i nadal mogą zachować integralność strukturalną i uszczelniać w ramach nierównomiernego osady. Ponadto rury PE są odpowiednie do budowy przy użyciu technologii bezkorowych, takich jak poziome wiercenie kierunkowe, co jest szczególnie ważne podczas przekraczania wrażliwych obszarów, takich jak drogi i rzeki.

Charakterystyka jakości wody i procesy uzdatniania również bezpośrednio wpływają na wybór złączek do rury. Podczas oczyszczania ścieków rury mogą być narażone na złożone pożywki zawierające substancje korozyjne, cząstki stałe i mikroorganizmy. Chemiczna bezwładność rur PE umożliwia im odporność substancji korozyjnych, takich jak składniki kwasu i alkaliczne oraz kwas hydrosulfurowy w ściekach. Jego gładka wewnętrzna ściana zmniejsza osadzanie się brudu i wzrost bakterii, co pomaga utrzymać wydajność leczenia i jakość wody. W przeciwieństwie do tego, metalowe rury są podatne na korozję elektrochemiczną, a rur betonowy mogą się pogorszyć z powodu bakterii redukujących siarczan. Projekt Xuxiake Town obejmuje również jednostki procesowe, takie jak ekologiczne pływające łóżka, urządzenia napowietrzające i leczenie gniazdek. Rury PE są bardziej kompatybilne z tymi urządzeniami procesowymi i są wygodniejsze i niezawodne do łączenia.

Ważne są również wymagania dotyczące inscenizacji projektów i konserwacji. Projekty zarządzania środowiskiem wodnym na dużą skalę są zwykle wdrażane w fazach, co wymaga, aby system rur ma dobrą skalowalność i wygodę konserwacji. Technologia elektrycznego połączenia fuzji rur PE pozwala na wygodne dodanie gałęzi lub wymianę sekcji rur w i tak już operacyjnym systemie bez potrzeby wyłączenia zaopatrzenia w wodę. Jako element projektu EOD „Rzeka Jangcy do jeziora Taihu”, projekt Xuxiake Town może w przyszłości stawić czoła ekspansji systemu i ulepszeniach. Ta funkcja rur PE zapewnia długoterminową elastyczność dla projektu.

Tabela: Korespondencja między wymaganiami projektu Xuxiake Town a charakterystyką rur PE