الاختيار والتحليل الفني لتجهيزات أنابيب PE في مشروع معالجة مياه الصرف الصحي في مدينة Xu Xiake ، Jiangyin

بصفتها مسقط رأس شو شياك ، "خبير السياحة العالمي" ، قامت مدينة Xu Xiake ، مدينة Jiangyin ، بإنجازات ملحوظة في حوكمة بيئة المياه في السنوات الأخيرة. في عام 2023 ، تم اختيار "مشروع الترميم البيئي والتنوع البيولوجي للأراضي الرطبة في النهر في منطقة بايكغانج شو شياك" التي تم تنفيذها بنجاح كمشروع لدعم صناديق للوقاية من تلوث المياه والمراقبة. يهدف هذا المشروع إلى تحسين جودة المياه والبيئة البيئية لـ 32 نهريًا في المدينة من خلال تدابير شاملة. يعتمد مشروع معالجة مياه الصرف الصحي في مدينة Xu Xiake Town نظام تركيب الأنابيب يعتمد على أنابيب PE (البولي إيثيلين). ينظر هذا الاختيار بالكامل في البيئة الجغرافية المحلية والخصائص الهندسية ومتطلبات التنمية المستدامة. في مثل هذا المشروع الرئيسي لإدارة البيئة المائية ، يرتبط اختيار تجهيزات أنابيب معالجة مياه الصرف الصحي مباشرة بجودة المشروع وتأثير التشغيل على المدى الطويل. لذلك ، من الضروري النظر بشكل شامل في الأداء المادي ، والقدرة على التكيف البيئي ، وراحة البناء والاقتصاد.

1. الخصائص الفنية ومزايا أنابيب PE

في مشروع معالجة مياه الصرف الصحي في مدينة Xu Xiake ، تستخدم أنابيب البولي إيثيلين (PE) بشكل أساسي كمواد تجهيزات الأنابيب الأساسية. يعتمد هذا الاختيار على الأداء الممتاز لأنابيب PE في العديد من الجوانب. كمواد بوليمر جزيئية عالية ، تتمتع أنابيب PE بمزايا شاملة لا يمكن أن تتطابق معها الأنابيب التقليدية الأخرى ، وهي مناسبة بشكل خاص لمعالجة مياه الصرف الصحي والهندسة البيئية.

من حيث الخواص الفيزيائية والكيميائية ، تؤدي أنابيب PE بشكل جيد. هذه المادة لها مقاومة تآكل ممتازة ويمكن أن تقاوم تآكل المواد الحمضية والقلوية المشتركة ، والمذيبات العضوية والكهارل في معالجة مياه الصرف الصحي ، وتجنب مشاكل التآكل الكهروكيميائي الشائع للأنابيب المعدنية. في الوقت نفسه ، يكون الجدار الداخلي لأنابيب PE ناعمة ، ومعامل الخشونة منخفض (N≈0.009) ، ومقاومة تدفق المياه صغيرة ، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من ترسب الأوساخ وفقدان الطاقة. تقع مدينة Xu Xiake في الموقع الرئيسي لدلتا نهر اليانغتسي ، مع ارتفاع مستوى المياه الجوفية وتآكل التربة القوي. هذه الخصائص لأنابيب PE تلبي احتياجات المشروع.

من منظور الخواص الميكانيكية ، فإن أنابيب PE لها صلابة عالية ومقاومة تأثير ، وعادة ما تكون استطالةها عند الاستراحة أكثر من 350 ٪ ، والتي يمكن أن تتكيف مع تسوية الأساس غير المتكافئة والقوى الخارجية مثل الزلازل. هذه الميزة مهمة بشكل خاص في مناطق أساس التربة الناعمة مثل Xu Xiake Town. بالإضافة إلى ذلك ، تكون أنابيب PE ضوئية (الكثافة هي فقط 0.94-0.96 جم/سم) ، وهو 1/10 من وزن الأنابيب الخرسانية من نفس المواصفات ، مما يقلل بشكل كبير من صعوبة النقل والتركيب. توضح الممارسة الهندسية أن استخدام أنابيب PE يمكن أن يقلل من استخدام آلات البناء بنحو 30 ٪ وتقصير فترة البناء بحوالي 25 ٪.

موثوقية الاتصال هي ميزة رئيسية أخرى لأنابيب PE. يمكن أن يحقق استخدام تقنية اتصال الانصهار الكهربائي اتصالًا أساسيًا مع قوة مفصل لا تقل عن قوة جسم الأنابيب ، مما يقلل بشكل كبير من خطر تسرب الواجهة الشائع في الأنابيب التقليدية. في مشروع معالجة مياه الصرف الصحي في مدينة Xu Xiake ، يحتاج نظام شبكة الأنابيب إلى عبور التضاريس المعقدة ، ومتطلبات جودة الاتصال مرتفعة للغاية. هذه الميزة من أنابيب PE تلبي الاحتياجات الهندسية.

من حيث حياة الخدمة ، تؤدي أنابيب PE بشكل جيد. يمكن أن تستمر أنابيب PE عالية الجودة لأكثر من 50 عامًا في ظل ظروف الاستخدام العادية ، وهو أعلى بكثير من الأنابيب الخرسانية التقليدية (حوالي 20-30 عامًا) والأنابيب المعدنية (15-25 سنة). يوضح تحليل تكلفة دورة الحياة أنه على الرغم من أن الاستثمار الأولي لأنابيب PE أعلى قليلاً ، نظرًا لانخفاض تكلفة الصيانة وعمر الخدمة الطويلة ، فإن تكلفته الإجمالية التي تزيد عن 50 عامًا أقل بنسبة 15-20 ٪ من الأنابيب التقليدية.

الجدول: مقارنة الأداء لأنابيب PE مع الأنابيب الشائعة الأخرى

2. تحليل التوافق بين المتطلبات الهندسية واختيار تجهيزات الأنابيب

باعتباره المشروع الأساسي للتحسين الشامل لبيئة المياه في المنطقة ، فإن مشروع معالجة مياه الصرف الصحي في مدينة Xuxiake لديه خصائص النظام على نطاق واسع ومعقد وحساسية بيئية ، مما يضع المتطلبات الخاصة لتركيبات الأنابيب. تعد الدرجة العالية من القدرة على التكيف بين مخطط التصميم الهندسي واختيار تجهيزات الأنابيب هو العامل الرئيسي لضمان التنفيذ الناجح للمشروع.

يتطلب مقياس المشروع وتعقيد النظام تجهيزات الأنابيب أن يكون لها أداء موحد وموثوق به. يغطي مشروع تحسين بيئة المياه في مدينة Xuxiake 32 نهريًا ، ويشمل محتوى التنفيذ أنظمة فرعية متعددة مثل اعتراض الملوثات وتنقية المياه والترميم الإيكولوجي في مجرى النهر والترميم الشامل للنظم الإيكولوجية المائية. تتطلب هذه الشبكة الهندسية الكبيرة أن تكون تجهيزات الأنابيب المختلفة متسقة للغاية في المواصفات والواجهات والأداء. تتمتع أنابيب PE بدرجة عالية من الإنتاج الموحد ، مع مجموعة كاملة من المواصفات من DN50 إلى DN2000 ، وطريقة اتصال موحدة ، والتي تبسط بشكل كبير صعوبة تكامل النظام. بالمقارنة ، إذا تم استخدام الأنابيب الخرسانية أو أنابيب الحديد الزهر ، فإن تنوع أنواع وأحجام الواجهة الخاصة بهم سيزيد من تعقيد النظام ويقلل من الموثوقية الهندسية.

تعد القدرة على التكيف التضاريس اعتبارًا مهمًا في اختيار تجهيزات الأنابيب. تقع مدينة Xuxiake بجوار بحيرة Taihu في الجنوب ونهر Yangtze في الشمال. مستوى المياه الجوفية مرتفع وقدرة تحمل الأساس منخفضة. تحتاج بعض خطوط الأنابيب في المشروع إلى المرور عبر أسس التربة الناعمة والهياكل الحالية ، والتي تتطلب مرونة عالية للغاية وأداء البناء الخنزير للأنابيب. تتيح لهم مرونة أنابيب PE بالتكيف مع درجة معينة من الانحراف ، ولا يزال بإمكانهم الحفاظ على النزاهة الهيكلية والختم تحت تسوية غير متساوية. بالإضافة إلى ذلك ، تعد أنابيب PE مناسبة للبناء باستخدام تقنيات بدون خندق مثل الحفر الاتجاهي الأفقي ، وهو أمر مهم بشكل خاص عند عبور المناطق الحساسة مثل الطرق والأنهار.

تؤثر خصائص جودة المياه وعمليات المعالجة بشكل مباشر على اختيار تجهيزات الأنابيب. أثناء معالجة مياه الصرف الصحي ، قد تتعرض الأنابيب للوسائط المعقدة التي تحتوي على مواد تآكل وجزيئات صلبة والكائنات الحية الدقيقة. يمكّنهم الامتداد الكيميائي لأنابيب PE من مقاومة المواد المسببة للتآكل مثل المكونات الحمضية والقلوية وحمض الكبريت في مياه الصرف الصحي. يقلل الجدار الداخلي الناعم من ترسب الأوساخ والنمو البكتيري ، مما يساعد على الحفاظ على كفاءة العلاج وجودة المياه السائلة. في المقابل ، تكون الأنابيب المعدنية عرضة للتآكل الكهروكيميائي ، وقد تتدهور الأنابيب الخرسانية بسبب البكتيريا التي تقلل من الكبريتات. يشتمل مشروع Xuxiake Town أيضًا على وحدات العمليات مثل الأسرة العائمة البيئية ومرافق التهوية والعلاج في الموقع من المنافذ. تكون أنابيب PE أكثر توافقًا مع معدات العملية هذه وهي أكثر ملاءمة وموثوقية للاتصال.

متطلبات التدريج والصيانة للمشروع هي اعتبارات مهمة أيضًا. عادة ما يتم تنفيذ مشاريع حوكمة بيئة المياه على نطاق واسع على مراحل ، مما يتطلب من نظام الأنابيب أن يتمتع بقدرة جيدة على التوسع والصيانة. تتيح تقنية اتصال الاندماج الكهربائية لأنابيب PE الإضافة المريحة للفروع أو استبدال أقسام الأنابيب في نظام التشغيل بالفعل دون الحاجة إلى إيقاف إمدادات المياه. بصفته مكونًا في مشروع "Yangtze River to Taihu Lake" EOD ، قد يواجه مشروع Xuxiake Town توسيعًا وترقيات في المستقبل. توفر ميزة أنابيب PE هذه مرونة طويلة الأجل للمشروع.

الجدول: المراسلات بين متطلبات مشروع مدينة Xuxiake وخصائص أنابيب PE