Citernes de stockage de lixiviat de décharge pour un service de lixiviat agressif
Créé le 09.03
Réservoirs de stockage de lixiviat de décharge pour service de lixiviat agressif
Le lixiviat de décharge est l'un des liquides les plus agressifs qu'un réservoir de stockage puisse contenir : le pH peut aller d'une forte acidité à l'alcalinité, les chlorures et l'ammoniac sont élevés, et le fluide porte une lourde charge biologique et sulfureuse. Un réservoir en acier vitrifié y résiste parce que la couche d'émail est fusionnée à l'acier à 820–930 °C, a une épaisseur de 0,25–0,45 mm, est inerte sur une plage de pH 1–14, et est testée par étincelage à 1500 V DC après assemblage. Les risques de corrosion restants se situent à l'extérieur du revêtement : le joint d'étanchéité, l'assemblage boulonné, l'espace gazeux du toit et le revêtement externe sous la ligne de fondation. Concevez le revêtement, le joint d'étanchéité et l'évent comme un seul système et le réservoir atteindra sa durée de vie nominale de 30 ans sans remplacement du revêtement.
Le stockage des lixiviats est rarement un travail glamour, et il intervient presque toujours tard dans le projet : la cellule se remplit, le système de collecte produit, et un réservoir doit contenir le surplus avant qu'il puisse être traité ou évaporé. Le fluide arrive avec une chimie que l'ingénieur de conception n'a pas mesurée ce mois-là, ou parfois n'a pas mesurée du tout, et il arrive avec une fraction solide qui se dépose. Cet article couvre le tableau réel de la corrosion en service lixiviat, les options de construction de réservoirs qui y résistent, les choix de géométrie qui déterminent combien de temps le réservoir peut contenir une charge complète pendant une période humide, et la liste d'inspection qui le maintient en état de service.
Ce que le fluide attaque réellement
Le lixiviat corrode par voie chimique et par voie solide, et les deux modes de défaillance sont différents. Sur le plan chimique, le lixiviat jeune issu d'une cellule fraîche est acide et riche en acides gras volatils et en sulfure d'hydrogène ; le lixiviat mature dérive vers l'alcalin avec une forte teneur en ammoniaque et en chlorures. Les deux extrémités de cette plage se situent dans ce que l'acier vitrifié peut supporter, puisque l'émail est inerte sur une plage de pH de 1 à 14, mais l'espace gazeux au-dessus d'une charge de lixiviat stockée est l'endroit où la majeure partie des dommages se produit s'il n'est pas géré : le sulfure d'hydrogène dans un espace de tête humide attaque l'acier nu et attaque même un système de revêtement qui a été choisi pour un service en immersion plutôt que pour un service en phase vapeur.
Mécaniquement, la fraction solide se dépose et retient l'eau contre les plaques inférieures de la cuve, et la ligne de liquide connaît la plus forte concentration de solides dissous et l'attaque localisée la plus intense. C'est également dans cette zone qu'un défaut de revêtement devient actif plutôt que cosmétique. L'émail vitrifié sur acier élimine le revêtement de cette équation : l'émail est fusionné à l'acier, de sorte que les modes de défaillance deviennent la délamination de l'émail par rapport au support et les défauts de piqûres, tous deux détectés en usine par un test d'étincelage à 1500 V DC plutôt que découverts la cinquième année. Lorsqu'un projet nécessite plutôt une option en acier revêtu, l'époxy fusionné appliqué en film de 180–280 µm selon AWWA C550 avec plus de 4000 heures de résistance au brouillard salin constitue la voie comparable, et il s'agit d'un film fusionné en poudre plutôt que d'un film peint.
Construction du réservoir pour lixiviat
Un bassin de lixiviat est un récipient basse pression, et la spécification doit le préciser avant que quiconque ne le qualifie de récipient sous pression. La paroi fonctionne à pression atmosphérique avec un évent ; la limite de pression est constituée par le système de toiture et le réglage de la soupape de décharge, généralement de seulement quelques kilopascals. Bien établir cette classification dès la phase d'appel d'offres permet d'éviter une voie réglementaire qui ajoute des coûts sans améliorer la sécurité. Si un projet nécessite véritablement un récipient sous pression, ce récipient est conçu selon la spécification et les codes convenus dans le contrat, et il fait l'objet d'un approvisionnement distinct des enveloppes de stockage de lixiviat.
Le type de construction suit la logistique du site autant que la chimie. Une enveloppe soudée en acier inoxydable ou en acier au carbone est une alternative monolithique et nécessite un contrôle non destructif des soudures réalisées sur site ; une enveloppe boulonnée en verre fusionné à l'acier arrive sous forme de panneaux plats d'environ 1,2 m de largeur, s'assemble avec des joints à garniture et des boulons de grade 8.8, et ne nécessite aucun revêtement intérieur sur site. Le grand diamètre est important ici car le volume de stockage de lixiviat est souvent nécessaire rapidement et en quantité : les réservoirs boulonnés simples sont fournis jusqu'à 60 000 m³, et une enveloppe de grand diamètre offre du volume sans structure plus haute qui compliquerait la poutre annulaire et le cas de vent. Un réservoir pouvant être surélevé ultérieurement avec des panneaux supplémentaires constitue une protection utile lorsque le taux de remplissage est incertain.
Géométrie, contrôle de niveau et tampon de période humide
La question du volume est en réalité une question sur la pire période humide à laquelle le site peut être confronté. La production de lixiviat atteint son pic après de fortes pluies et dans les premières années d'une alvéole, et le stockage doit couvrir l'écart entre la production et la capacité de rejet, y compris toute période de fermeture de l'usine de traitement. En modélisant la production par rapport au rejet sur le mois le plus défavorable, le volume requis apparaît ; ensuite, le diamètre et la hauteur découlent de la même relation 0,785 fois D² fois H utilisée pour tout réservoir circulaire, avec un franc-bord ajouté pour la mousse, les sédiments et le cas d'expansion. Le contrôle opérationnel du niveau compte tout autant : un trop-plein ou un arrêt sur niveau haut avec alarme vers la salle de contrôle du site est ce qui transforme une cuve de stockage en un atout de confinement plutôt qu'en un passif.
Sous la cuve, la fondation est la partie qui est généralement sous-spécifiée. Une cuve boulonnée nécessite une poutre annulaire ou un radier avec une différence de tassement contrôlée et une disposition d'ancrage correspondant aux trous des panneaux. Une cuve de lixiviat sur une couverture de décharge ou une alvéole préparée a l'exigence supplémentaire que le radier lui-même ne doit pas rompre le système d'étanchéité, ce qui signifie que la cuve est normalement implantée sur un radier préparé séparé au sein du site plutôt que directement sur la couverture. La protection contre la corrosion externe de l'enveloppe enterrée, et de la plaque de fond lorsqu'il n'y a pas de revêtement interne sur une conception soudée, relève du même périmètre.
Spécification technique
Paramètre | Valeur typique / Plage | Remarque |
Température de fusion de l'émail | 820–930 °C | un cycle de fusion thermique sur l'acier |
Épaisseur de la couche d'émail | 0,25–0,45 mm | Test d'étincelle 1500 V DC après assemblage |
Résistance à la compression de la couche d'émail | supérieure à 3 450 N/cm² | nominal pour la couche d'émail |
Résistance de l'émail au pH | 1–14 | couvre les lixiviats acides jeunes et alcalins matures |
Rugosité de la surface intérieure | Ra < 0,8 µm | faible rétention de dépôt sur la paroi |
Durée de vie de conception | au moins 30 ans | dans le service chimique spécifié |
Largeur du panneau | environ 1,2 m | panneau boulonné modulaire, expédié à plat |
Grade de boulon | boulons de grade 8.8 | joint boulonné inhibé contre la corrosion |
Joint | EPDM courant, à vérifier selon le pH et la température | ans de service, resserrage selon le calendrier |
Classe de pression | atmosphérique à basse pression | la toiture et l'évent définissent la limite |
Alternative FBE | 180–280 µm, plus de 4000 h de brouillard salin | AWWA C550, voie de revêtement au lieu de l'émail |
Inspection et les éléments qui vont réellement défaillir
Un programme d'inspection des bassins de lixiviat est court et spécifique. À l'extérieur : le revêtement au-dessus et au-dessous de la ligne de fondation, les têtes de boulons et le joint d'étanchéité exposé à chaque joint vertical, ainsi que toute fissuration due au tassement au niveau de la poutre annulaire. À l'intérieur, lors de la première occasion d'accès : l'émail pour détecter les piqûres ou le décollement, avec un retest par étincelage après toute ouverture de panneau ; la plaque de fond là où les sédiments ont retenu de l'eau ; le déflecteur d'entrée et la buse de sortie ; et l'indicateur de niveau. Sur le plan mécanique : l'évent et toute détection de gaz dans l'espace de tête, le joint d'étanchéité du trou d'homme et l'alarme de niveau haut.
Ce dernier point mérite d'être souligné. Les réservoirs de lixiviat échouent dans les archives publiques lorsqu'ils débordent, et la cause prédominante n'est pas une défaillance du revêtement mais la gestion des niveaux : absence d'alarme de niveau haut fonctionnelle, un opérateur travaillant à temps partiel et un raccordement de décharge supposé. Spécifier un instrument de niveau avec alarme à distance, une vanne de dérivation manuelle et un protocole de décharge défini coûte moins cher qu'un seul rapport de déversement.
Étude de cas
Projet | Emplacement | Produit | Capacité | Portée |
Réservoirs de lixiviat, deux unités | Chine, Pékin | Réservoirs GFS | 9 682 m³ | φ16,23 × 23,4 m, fourniture et supervision |
Réservoir de lixiviat soudé | Chine, Hebei | réservoir en acier soudé | service de lixiviat | fourniture et soudage sur site |
Réservoir d'eau de grand diamètre | Namibie | Réservoir GFS | 44 900 m³ | fourniture et supervision |
Réservoir d'eaux usées chimiques | Chine, Zhejiang | Réservoir GFS | 11 613 m³ | φ24,45 × 19,8 m, fourniture |
Capacité d'ingénierie de Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) conçoit et fabrique des réservoirs de stockage boulonnés depuis 2008. En tant que premier fabricant de réservoirs en verre fusionné à l'acier (GFS) en Chine, l'entreprise détient près de 200 brevets liés à l'émail, produit environ 300 000 plaques d'acier émaillées par an, a réalisé plus de 30 000 projets installés et fournit ses réservoirs à plus de 100 pays. La nouvelle base de production de 150 000 m² a été ajoutée pour augmenter la capacité de production, et des réservoirs individuels sont fournis jusqu'à 60 000 m³. La fabrication est réalisée selon les normes ISO 9001 et ISO 45001, avec des certifications produit incluant NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI et EUROCODE, et une conception référencée à AWWA D103-09, AWWA C550 et NFPA lorsque l'application l'exige.
Pour le service de lixiviat, la partie pertinente de cela est l'enveloppe chimique de l'émail, l'expérience des coques de grand diamètre nécessaire pour contenir un tampon de période humide dans un seul récipient, et la sélection des joints et des évents qui maintient l'intégrité de la limite lorsque le fluide oscille entre acide et alcalin entre les phases jeune et mature d'une cellule.
Questions fréquemment posées
Q1 : Un réservoir en acier vitrifié peut-il contenir du lixiviat de décharge brut ?
R1 : Oui, dans l'enveloppe de pH 1–14 de l'émail, qui couvre à la fois le lixiviat jeune acide et le lixiviat mature alcalin. Confirmez le matériau du joint et le traitement de l'espace gazeux, car ceux-ci échappent au contrôle du revêtement.
Q2 : Le stockage de lixiviat brut est-il un récipient sous pression ?
A2 : Non, il s'agit d'un réservoir de stockage fonctionnant à pression atmosphérique ou à basse pression. L'évent et le dispositif de décharge fixent la limite de pression à quelques kilopascals. Les appareils à pression, lorsque le procédé en a besoin, sont conçus selon les spécifications et codes convenus dans le contrat.
Q3 : Quel volume un réservoir de lixiviat doit-il avoir ?
A3 : Dimensionnez-le en fonction de la pire période humide : le volume nécessaire entre la génération de pointe et la capacité d'évacuation disponible, plus la revanche. La courbe de génération d'une cellule de décharge augmente fortement au cours des premières années, de sorte que l'exigence initiale est généralement plus grande que celle à l'état stationnaire.
Q4 : Quelle est la différence entre un réservoir de stockage de lixiviat et un réservoir en acier soudé ici ?
R4 : Le stockage est généralement moins coûteux et plus rapide à installer avec une enveloppe en émail boulonnée ; une enveloppe soudée est monolithique et nécessite un examen des soudures sur site. Le choix est souvent dicté par l'accès au site, par le volume requis et par la nécessité d'inspecter et de nettoyer l'intérieur.
Q5 : L'émail doit-il être retesté par étincelage en service ?
R5 : Un test d'étincelage est effectué après l'assemblage et après l'ouverture et le remplacement de tout panneau. En service, l'émail est inspecté visuellement ; un trou d'épingle ou un décollement au niveau de la ligne de liquide est la condition qui justifie un retest local.
Q6 : Qu'en est-il de la fondation du réservoir sur un site d'enfouissement ?
A7 : Le réservoir doit reposer sur sa propre plateforme préparée avec un tassement contrôlé, et non directement sur le revêtement d'étanchéité, afin qu'une fuite ou un déversement soit contenu sur une surface non perforante. Le revêtement externe sous le niveau du sol et sous le motif d'ancrage fait partie du périmètre.
Q7 : Le réservoir peut-il être agrandi si la décharge se remplit plus vite que prévu ?
A8 : Oui, sur une enveloppe boulonnée. Des panneaux supplémentaires augmentent la hauteur ou des travées additionnelles élargissent le diamètre, et spécifier la plateforme pour l'empreinte plus grande dès le départ coûte peu comparé à l'ajout d'un second réservoir ultérieurement.
Les réservoirs de stockage de lixiviat de décharge se gagnent ou se perdent sur trois points : un revêtement émaillé inerte sur toute la plage de pH, un système de joint et d'évent sélectionné en fonction du fluide plutôt que par habitude, et un protocole de contrôle de niveau et de décharge qui empêche tout débordement. Le matériau de la coque est la partie facile une fois la chimie définie ; les éléments de frontière sont là où le budget de maintenance est consommé.
Envoyez-nous l'analyse du lixiviat, la courbe de génération, la capacité de décharge et l'état de la plateforme du site, et nous vous retournerons un dimensionnement de réservoir, une recommandation de revêtement et de joint, ainsi que le dossier technique complet.
Parler à un ingénieur
Nous examinerons votre chimie et vos données de génération avant de recommander un produit. Partagez la plage de pH, les valeurs de chlorure et d'ammoniac, le volume de stockage requis et l'état du pad, et vous recevrez une sélection écrite, la liste d'inspection et les plans pour examen. L'ingénierie d'abord, sans pression.
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