Afvalwaterzuiveringsinstallaties stellen materialen bloot aan voortdurende vochtigheid, sulfidehoudende atmosferen, desinfectiemiddelen zoals chloor of hypochloriet, chemische reinigingsmiddelen en natte loopoppervlakken. De blootstelling kan bovendien sterk verschillen per proceszone. Daarom moet de materiaalkeuze worden afgestemd op de omstandigheden op de betreffende locatie.

Vezelversterkte kunststoffen (FRP) worden in afvalwaterzuiveringsinstallaties gebruikt voor onder meer roosters, leuningen, kabelgoten en afdekkingen. Door de niet-metalen constructie treedt geen conventionele roestvorming van staal op, terwijl verschillende harssystemen en oppervlakteafwerkingen kunnen worden gekozen afhankelijk van de gebruiksomstandigheden. Dit artikel behandelt waar FRP doorgaans wordt toegepast in afvalwaterzuiveringsinstallaties en welke factoren ingenieurs meestal meenemen bij de selectie. De inhoud is gebaseerd op algemene vakkennis en beschrijft niet de prestaties van één specifieke geteste configuratie.

Waarom afvalwateromgevingen veeleisend zijn voor materialen

Afvalwaterzuivering vormt geen uniforme omgeving voor materialen. Tijdens inzameling, behandeling, desinfectie en onderhoud kunnen componenten worden blootgesteld aan verschillende combinaties van vocht, chemicaliën en bedrijfscondities.

  • Waterstofsulfide (H₂S): komt veel voor in zuurstofarme afvalwateromgevingen, vooral in inzamelsystemen en bepaalde zones voor voorbehandeling. Onder geschikte biologische en omgevingscondities kan waterstofsulfide bijdragen aan de vorming van zwavelzuur en aan corrosie van blootgestelde materialen.
  • Chloor en hypochlorietoplossingen: worden gebruikt voor desinfectie. Deze oxiderende chemicaliën kunnen verschillende materialen en harssystemen op verschillende manieren beïnvloeden. De werkelijke blootstelling moet daarom worden meegenomen in de materiaalkeuze.
  • Chemische reinigingsmiddelen: zuren, logen en andere chemicaliën kunnen worden toegepast voor membraanreiniging, het verwijderen van aanslag of onderhoud van apparatuur. Concentratie, temperatuur en contactomstandigheden kunnen per toepassing verschillen.
  • Constante vochtigheid en spatwater: vochtige omstandigheden kunnen de corrosie van onbeschermde metalen versnellen en het belang van drainage, oppervlakteafwerking en materiaalkeuze vergroten.
  • Slipgevaar: natte oppervlakken of oppervlakken die verontreinigd zijn met slib en andere resten kunnen glad worden. Daarom zijn oppervlakteafwerking en slipweerstand belangrijke aandachtspunten bij loopbruggen, platforms en trappen.

Omdat de blootstellingscondities binnen één installatie kunnen verschillen, moet de materiaalkeuze per proceszone worden bekeken in plaats van de hele installatie als één chemische omgeving te behandelen.

Veelgebruikte FRP-producten in afvalwaterzuiveringsinstallaties

In afvalwaterzuiveringsinstallaties worden verschillende FRP-producten toegepast wanneer corrosieve blootstelling, vochtige omstandigheden, toegang of kabelgeleiding onderdeel zijn van de ontwerpeisen.

FRP-roosters

Gegoten en pultrusie-FRP-roosters worden gebruikt voor loopbruggen, platforms, traptreden en afdekkingen van goten. In natte zones is de oppervlakteafwerking een belangrijk selectiecriterium, omdat water of procesresten de grip kunnen verminderen.

  • Gegoten open-roosterpanelen: de open structuur laat water en vuil door en kan waterophoping op het oppervlak verminderen. Dit type wordt vaak gebruikt voor platforms, loopbruggen en toegangsgebieden.
  • FRP-roosters met antislip korreloppervlak: kunnen minerale korrels zoals silica of aluminiumoxide bevatten om extra oppervlaktestructuur te creëren. Deze uitvoering wordt vaak overwogen in zones waar extra aandacht voor grip op natte oppervlakken nodig is, zoals trappen, hellingen en druk belopen loopbruggen.

De geschikte roosterconstructie hangt onder andere af van belasting, overspanning, drainage-eisen en de gewenste oppervlakteafwerking. Voor productinformatie, zie gegoten open FRP-roosters en FRP-roosters met antislip korreloppervlak.

FRP-leuningen en ladders

FRP-leuningen, hekwerken en kooiladders worden toegepast rond tanks, clarifiers, verhoogde platforms en toegangsgebieden waar corrosieve blootstelling een belangrijk ontwerpaspect is. In tegenstelling tot geschilderd staal vertrouwt FRP niet op een verflaag als primair corrosiebeschermingsmechanisme.

Bij de selectie moeten echter ook de installatieomgeving, constructieve opbouw, verbindingen en de voor het specifieke project geldende eisen worden meegenomen. Zie FRP-leuningen voor meer informatie.

FRP-kabelgoten

Elektrische kabels in afvalwaterzuiveringsinstallaties kunnen worden geleid door zones met aanhoudende vochtigheid of corrosieve atmosferen. FRP-kabelgoten kunnen daar worden overwogen wanneer materiaalkeuze en corrosieve blootstelling belangrijke onderdelen van het ontwerp zijn.

Het juiste kabelgootsysteem moet worden geselecteerd op basis van de omgeving, kabelindeling, ondersteuningscondities en projecteisen. Zie FRP-kabelgoten.

FRP-afdekkingen en omkastingen

FRP wordt ook gebruikt voor putdeksels, afdekkingen van goten en omkastingen van apparatuur wanneer een niet-metalen materiaal geschikt is voor de omgeving. Afhankelijk van het totale systeemontwerp kunnen deze componenten ook worden toegepast waar toegangscontrole of geurbestrijding onderdeel van de oplossing is.

Snijden op locatie en opnieuw afdichten van randen

FRP-componenten worden soms op locatie gezaagd of geboord om aan projectafmetingen te voldoen of om leidingen, steunen en andere apparatuur te kunnen opnemen. Wanneer door deze bewerkingen glasvezelversterking wordt blootgelegd, vraagt het bewerkte gebied in een corrosieve gebruiksomgeving extra aandacht.

Grens van bewerking op locatie: zagen of boren kan versterkende glasvezels blootleggen. Wanneer de versterking zichtbaar is, moet het betreffende gebied worden afgedicht volgens de instructies van de fabrikant van het component en de eisen van de gebruiksomgeving.

Een onvoldoende afdichting van blootgestelde vezels kan vocht of chemicaliën langs de vezels laten binnendringen en daarmee het risico op materiaaldegradatie verhogen. Daarom moeten geschikte afdichtingsmaterialen worden gebruikt en de instructies van de fabrikant voor het betreffende FRP-component en harssysteem worden gevolgd.

Selectiecriteria voor FRP in afvalwaterzuivering

Bij het specificeren van FRP voor een afvalwaterzuiveringsinstallatie bekijken ingenieurs doorgaans meerdere variabelen in samenhang in plaats van een product te kiezen op basis van één enkele eigenschap.

  • Belastingen: voetgangersverkeer, onderhoudswagens of incidentele voertuigbelastingen beïnvloeden de dikte van het rooster, de overspanning en de h.o.h.-afstand van de opleggingen.
  • Open oppervlak: het aandeel open oppervlak beïnvloedt drainage, ventilatie, lichtdoorlaat, gewicht en de geschiktheid van het rooster voor verschillende verkeersvormen.
  • Oppervlakteafwerking en slipweerstand: gladde en gestructureerde oppervlakken zijn geschikt voor verschillende omstandigheden. In natte of verontreinigde zones kan extra aandacht voor de gekozen afwerking nodig zijn.
  • Chemische blootstelling: bepaal welke chemicaliën daadwerkelijk aanwezig zijn, inclusief concentratie, temperatuur, frequentie en contactomstandigheden. De omgeving kan sterk verschillen van de ene proceszone tot de andere.
  • Harssysteem: systemen zoals isoftaalpolyester en vinylester worden geselecteerd op basis van de chemische en omgevingscondities van de toepassing. Bij zwaardere blootstelling is een nadere beoordeling van de harscompatibiliteit nodig in plaats van alleen af te gaan op de naam van het harssysteem.
  • Brandgedrag: afgesloten zones of projecten met specifieke eisen aan brandgedrag kunnen een passend harssysteem of een overeenkomstige productspecificatie vereisen. De projecteisen moeten in de ontwerpfase worden bevestigd.

Deze factoren hangen met elkaar samen. Bij de keuze van een rooster kunnen bijvoorbeeld belasting, overspanning, open oppervlak, oppervlakteafwerking en chemische blootstelling gelijktijdig moeten worden beoordeeld. Daarom is de keuze van FRP voor afvalwaterzuiveringsinstallaties meestal een toepassingsgerichte technische beslissing en geen eenvoudige vergelijking van één materiaaleigenschap.

Samenvatting

FRP wordt in afvalwaterzuiveringsinstallaties veel gebruikt voor roosters, leuningen, ladders, kabelgoten, afdekkingen en andere toegangscomponenten wanneer vochtige omstandigheden en corrosieve blootstelling belangrijke factoren zijn. De belangrijkste selectiepunten zijn de werkelijke chemische omgeving, belastingen, oppervlakteafwerking, het harssysteem en de manier waarop componenten op locatie worden aangepast en gemonteerd.

Voor toepassingen in afvalwaterzuivering is het nuttig om het FRP-component en het bijbehorende materiaal­systeem af te stemmen op de omstandigheden van de specifieke locatie, in plaats van één algemene veronderstelling over het materiaal op de gehele installatie toe te passen.