Abwasserbehandlungsanlagen können Werkstoffe Schwefelwasserstoff, sauren Bedingungen, chlorhaltigen Chemikalien, Feuchtigkeit und anderen aggressiven Medien aussetzen. Art und Intensität der Belastung unterscheiden sich je nach Prozessbereich. Deshalb sollte die Werkstoffauswahl auf den Bedingungen der jeweiligen Zone beruhen und nicht allein auf der Werkstoffkategorie. FRP wird in der Abwasserbehandlung für Zugangs-, Konstruktions- und Kabeltragkonstruktionen eingesetzt, wenn die Korrosionsbelastung ein wichtiger Auslegungsfaktor ist.

Korrosionsherausforderungen in Abwasserbehandlungsanlagen

Die verschiedenen Bereiche einer Abwasserbehandlungsanlage können sehr unterschiedliche Belastungen für Werkstoffe erzeugen. In Bereichen der Vorbehandlung und der biologischen bzw. primären Behandlung kann Schwefelwasserstoff aus dem Abwasser auftreten. In Bereichen zur Dosierung und Lagerung von Chemikalien können unter anderem Eisen(III)-chlorid, Natriumhypochlorit und Polymere eingesetzt werden. In Bereichen der Schlammbehandlung können außerdem Feuchtigkeit, organische Bestandteile, Chemikalien und abrasive Feststoffe zusammentreffen.

Diese Bedingungen sind innerhalb einer Anlage nicht einheitlich. Ein Werkstoff, der für einen vergleichsweise trockenen Bereich ausgewählt wurde, kann in einem Nassschacht, über einem offenen Kanal oder in der Nähe von Chemikalienanlagen ganz anderen Belastungen ausgesetzt sein. Deshalb muss die Auswahl die konkrete Umgebung berücksichtigen, in der das FRP-Bauteil installiert wird.

Typische Anwendungen von FRP

FRP-Gitterroste werden in Abwasserbehandlungsanlagen für Laufstege, Plattformen und Rinnenabdeckungen eingesetzt. Ihre offene Gitterstruktur unterstützt den Wasserablauf und ermöglicht den Zugang zu darunterliegenden Flächen und Anlagen. Je nach Produktkonstruktion und Anwendung können auch Oberflächenoptionen für nasse Arbeitsbereiche gewählt werden.

FRP-Handläufe und Leitern werden beispielsweise an Klärbecken, Belüftungsbecken und anderen Prozess- oder Zugangsbereichen eingesetzt, in denen Feuchtigkeit und korrosive Belastungen wichtige Auslegungsfaktoren sind. Ihre Verwendung hängt jedoch nicht von einer einzigen Abwasserbedingung ab; die FRP-Konstruktion und das Harzsystem müssen weiterhin zur vorgesehenen Umgebung passen.

FRP-Kabelrinnen können in korrosiven Bereichen zur Aufnahme von Strom-, Steuer- und Instrumentierungskabeln eingesetzt werden. Sie werden dort berücksichtigt, wo die Korrosionsbelastung ein wichtiger Faktor bei der Werkstoffauswahl ist. Anforderungen an die Elektroinstallation, Potentialausgleich und andere projektspezifische Vorgaben sind von der Korrosionsbeständigkeit des Kabelrinnenmaterials getrennt zu betrachten.

Die Harzauswahl hängt von der Belastung ab

Das Harzsystem ist ein wichtiger Bestandteil der FRP-Werkstoffauswahl, da die chemische Beständigkeit eines FRP-Produkts nicht allein durch den Glasfaseranteil bestimmt wird. Bei FRP-Produkten kommen unter anderem orthophthalsäure- oder isophthalsäurebasierte Polyesterharze sowie Vinylesterharze zum Einsatz. Die geeignete Auswahl hängt vom tatsächlichen Medium, seiner Konzentration, der Temperatur, der Expositionsdauer und der Produktkonstruktion ab.

Umgebungen mit geringerer chemischer Belastung können eine größere Auswahl an Harzsystemen zulassen, während eine stärkere oder dauerhafte chemische Exposition ein Harzsystem mit geeigneter Beständigkeit für die konkreten Betriebsbedingungen erfordern kann. Die Auswahl einer Harzfamilie sollte daher nicht allein aus einer allgemeinen Beschreibung des Prozessbereichs abgeleitet werden.

Kompatibilitätsdaten sollten auf die tatsächliche chemische Umgebung bezogen werden. Ein Gitterrost, Handlauf, eine Leiter oder Kabelrinne aus einem bestimmten Harzsystem kann eine andere chemische Beständigkeit aufweisen als ein vergleichbares Produkt mit einem anderen Harzsystem. Die Überprüfung des Harztyps und seiner Eignung für die vorgesehene Exposition ist daher ein wichtiger Bestandteil der Werkstoffauswahl.

Chemikaliengemische, Temperatur und Abrasion

In Abwasserbehandlungsumgebungen liegen häufig mehrere Chemikalien gleichzeitig vor und nicht nur ein einzelner isolierter Stoff. Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Chloride, organische Verbindungen und weitere Bestandteile können gemeinsam auftreten. Daten zur Beständigkeit gegenüber einer einzelnen Substanz sollten deshalb nicht automatisch als direkte Aussage über das Verhalten in einem gemischten Medium verstanden werden.

Auch die Temperatur ist ein wichtiger Auswahlfaktor. Änderungen der Betriebstemperatur können die chemische Verträglichkeit eines Harzsystems beeinflussen. Daher sollten Kompatibilitätsdaten bei der relevanten Betriebstemperatur betrachtet werden und nicht unter Bedingungen, die von der tatsächlichen Anwendung abweichen.

Abrasion kann ebenfalls relevant sein, wenn Bereiche Sand, Schwebstoffen oder anderen abrasiven Medien ausgesetzt sind. In solchen Bereichen ist die Korrosionsbeständigkeit allein keine vollständige Grundlage für die Auswahl; auch Produktkonstruktion und physikalische Belastung sollten berücksichtigt werden.

Praktische Werkstoffauswahl für die Abwasserbehandlung

Die Auswahl von FRP für die Abwasserbehandlung sollte anhand der Expositionszone, des Harzsystems und der Produktkonstruktion erfolgen. Gitterroste, Handläufe, Leitern und Kabelrinnen können in derselben Anlage eingesetzt werden, aber die relevanten Werkstoffkriterien können sich von einem Einsatzort zum anderen unterscheiden.

Die entscheidende Frage ist daher nicht nur, ob ein Bauteil aus FRP besteht, sondern ob sein Harzsystem und seine Konstruktion für die am Einbauort erwarteten chemischen, thermischen, feuchtebedingten und physikalischen Bedingungen geeignet sind. Dieser zonenbezogene Ansatz bietet eine belastbarere Grundlage für den Vergleich verschiedener FRP-Lösungen in Anwendungen der Abwasserbehandlung.