כיצד לשלב חומרים ידידותיים לסביבה בבניית סינון

מבוא לבניית פילטרים בת קיימא

טיפול במים מודרני עומד בפני לחץ גובר על מנת להפחית את טביעת הרגל הסביבתית שלה תוך שמירה על יעילות הטיפול.הפילטרים, טכנולוגיית טיפול ביולוגית ארוכת שנים, להציע הזדמנות עיקרית לשילוב חומרים ידידותיים לסביבה מבלי להקריב ביצועים. על ידי בחירת מדיה בת קיימא, תמיכה מבנים, וצנרת, מהנדסים יכולים להוריד פחמן, לתמוך בכלכלות מקומיות, ולשפר את היציבות הביולוגית.

מגזר הפסולת העולמי מהווה כ-3% מהשימוש בחשמל וחלוק דומה של פליטת גזי החממה.הרבה מההשפעה הזו נובעת מהחומרים המשמשים בתשתיות. Concrete, פלדה, ופלסטיק בתולה שולטים בבנייה מסננת רגילה, כל אחת מהן נושאת פליטות ייצור משמעותיות.לקבוע אפילו חלק מאלה עם חלופות ממוחזרות, מבוססות ביולוגיות או מקומיות, יכולות להניב הטבות סביבתיות.

היתרונות של שימוש בחומרים הקשורים לסביבה בפילטרים

שינוי בחומרים בר קיימא מספק יתרונות המשתרעים מעבר להפחתה בפחמן.היתרונות הללו משפיעים על עיצוב, תפעול ופרופילי עלות לטווח ארוך.

(FLT:0) ,Recycled plastics ואבנים טבעיות דורשות הרבה פחות אנרגיה לייצר מאשר חלופות בתולה.
(FLT:0) פעילות ביולוגית:FLT:1 חומרים טבעיים מסוימים, כגון אבן גיר או רוק געשי, לספק מרקמים אלקלליין מתפתלים ומיקרו-קרקעים שמקדמים ביופיל חזק.
(FLT:0) עמידות לטווח ארוך: 1.FLT:1 ו- Well-s chosen פלדה כלי רכב טבעיים יכול להימשך 50+ שנים עם ירידה מינימלית.מחדש אמצעי פלסטיק מתנגד קורוזיה ונזק UV, לעתים קרובות החוצה מרכיבים קונקרטיים מסורתיים או פלדה בסביבות פסולת אגרסיביות.
(FLT:0) support לשימור אקולוגי: FLT:1 שימוש בחומרים שמקורם מקומיים מפחית פליטות תחבורה ומעודד מחזורי משאבים אזוריים.
(FLT:0) שיפור בטיחות המפעיל: FLT:1 קל משקל אור התקשורת ממוחזר להפחית את הסיכונים בטיפול ידני במהלך ההתקנה ותחזוקה. אמצעי אבן טבעית, כאשר הוא כראוי, יכול גם להפחית את הסיכון של clogging ואיור, צמצום הצורך בכניסת שטח מוגבל.

יתרונות אלה תואמים עם מטרות קיימות רחבות יותר, כולל מטרות של מתקן אפס נטו, אישורי בנייה ירוקה (למשל, LEED, Envision), ויוזמות ניהול סביבתיות קהילתית.

חומרים משותפים לסביבה עבור פילטרים

מגוון רחב של חומרים בר קיימא יכול להחליף או להשלים מדיה קונבנציונלית, תמיכה מבנים, ו piping. השולחן הבא מסכם אפשרויות מפתח עם היישומים האופייניים שלהם תכונות.

(FLT:0) מפלטים מפלסטיקים: FLT:1 דרבירד מפוסט-consumer או post-industrial פסולת זרמי (למשל, HDPE, PP) אלה מעוצבים לצורות מודולריות או מדיה אקראית-דומפ.הם קלים, קורוזי-נגדיים-נגדיים, ומציעים שטח גבוה.
(FLT:0) אבני טבע: 1FLT 1 Basalt, אבן גיר, גרניט, או סלע הנהר לספק נקבוביות מעולה (30–50%) וכוח מכני. Limestone מציעה אלקליניות טבעית כדי לעזור buffer pH במסננים nitrifying.
חומרים כמו מזרנים במבוק, בלוקים מבוססי קנבוס, או מודולים קוקוס מתעוררים כמו אריזה קיימא.הם מתחדשים, biodegradable (בכמה ניסוחים), והוא יכול להיות מונדס עבור יחסי נטולי ספציפיים. Bamboo מציעים שפע גבוה ותכונות אנטיביאליות טבעיות הוא יעיל (בכמה ניסוחים), וניתן מהנדס עבור יחסים אחידים.
(FLT:0Clay ו- Earthenware:FLT:1 ⁇ טרהקוטה, טבעות קרמיקה או נתחי חימר אפוי שימשו במסננים מסובכים במשך עשרות שנים.הם זמינים באופן מקומי באזורים רבים, ניתן לייצר עם כיפות אנרגיה נמוכה (למשל, באמצעות דלק סולארי או ביומסה), ולספק משטחים מצוינים שלהם הוא נמוך יותר מאשר שטח פלסטיק, הדורש נפח גדול יותר, 000.
(FLT:0) ממחזרים של צ'רצ'ק בטון (RCA): ⁇ FLT:1 , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) מזכוכית ממוחזרת: 1FLT:1 granules זכוכית או מוסקבת, זכוכית בקבוק ממוחזר ניתן להשתמש כמו מדיה מסנן קל משקל. Foamed זכוכית מספקת שטח משטח גבוה (>200 m2 / m3) והוא אינפורט, אבל יכול להיות מתפתל.משפטים הראו הסרת BOD ו nitrification טוב כאשר משמש כתחליף לתקשורת קונבנציונלית.

בעת בחירת חומרים, שקול לא רק את התקשורת עצמה אלא גם את מערכת underdrain, הפצה piping, ורכיבים מבניים.לדוגמה, פלסטיק ממוחזר עשוי להיות מפורץ לתוך בלוקים תחת לחץ, וניתן להשתמש בפלדה מחדש עבור מפיץ רוטט לאחר הגנה קורוזית נאותה.

הערכה השוואתית של אפשרויות תקשורת ידידותיות לסביבה

כדי לסייע בבחירת החומר, את הקריטריונים הבאים יש לשקול אחד נגד השני: שטח משטח ספציפי, פורוזיות, צפיפות, עמידות, זמינות, עלות וטביעה סביבתית. שיטה רב-טריבית ניתן לעזור איזון סדרי עדיפויות. לדוגמה, מתקן שמטרתו לניטרליות פחמן עשוי לתעד חומרים ממוחזרים עם אנרגיה מלוטמת נמוכה, בעוד מתקן מרוחק עשוי להשפיע על אבן מקומית לטווח ארוך.

(FLT:0) שטח פני השטח: FLT:1evolve, מדיה פלסטית מציעה 100-200 m2 / m3, בעוד אבן טבעית מספקת 40-80 m2 / m3.
(FLT:0)Porosity:FLT:1 פורוזיות גבוהה יותר משפרת את העברת החמצן ומונעת כריתת שומן. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ יש נקבוביות טיפוסית של 40-60%, בעוד פלסטיק מודולרי יכול לעלות על 95%.
(FLT:0) רגישות: 1FLT (אור משקל) מקטין עומס מבני, ומאפשר לקרנות פשוטות יותר.ממממחזר יש דונות של 30-100 ק"ג / מ"ר, לעומת 1400-1700 ק"ג / מ"מ3 לאבן.
(FLT:0)-Durability:0) סטוסטרון 1:1 ופלסטיק ממוחזר היטב יכול להימשך 20-50 שנים.

אסטרטגיות לשילוב חומרים הקשורים לסביבה בעיצוב מסנן

שילוב מוצלח דורש גישה הוליסטית אשר רואה מיקור, שינויים עיצוב, שותפויות הספק וניתוח מחזור חיים. להלן אסטרטגיות מפורטות לכל שלב של משלוח הפרויקט.

1 חומר Sourcing ו- Supply שרשרת אספקה

(הופנה מהדף נציין מקורות מקומיים וממוחזרים לצמצום פליטות התחבורה.שימוש במאגרי מידע כגון:0NRMCA Environmental Data BaseFLT:1 כדי להשוות אפשרויות קונקרטיות ומצטברות, או להתייעץ עם FLT:2 Green Building Solutions DirectoryFLT 3 עבור ספקים פלסטיים מוסמכים.

לבצע ניתוח הוצאות כדי לזהות חומרים עם עוצמת הפחמן הגבוהה ביותר.
הקמת דרישות תוכן ממוחזרות מינימליות במפרטים רכש (למשל, ⁇ 30% תוכן ממוחזר עבור מדיה פלסטית).
משא ומתן הסכמים עם ספקים כדי להחזיר את האריזה ואת החתכים לשיפוץ.
מקורות חומריים במפה וחשבו מרחקי תחבורה; מעדיפים אפשרויות בתוך 150 ק"מ רדיוס.

התאמת עיצוב עבור מדיה טבעית ומבוססת על ביולוגית

עיצובים מסנניים מורכבים של האמנה מניחים תכונות פיזיות מסוימות לשיעורי טעינה בתקשורת, הפצה הידראולית ותמיכה מבנית.שימוש באמצעי תקשורת חלופיים עשוי לדרוש שינויים:

(FLT:0) מייסד וקירות: 1FLT ( 1:1 סטונר) מדיה שוקל באופן משמעותי יותר מאשר פלסטיק, כך חזק בסיס בטון או ממוחזר היטב הוא חיוני.עבור אמצעי תקשורת ממוחזרים קלים, קירות דקים או חומרים חלופיים (למשל, אדמה מחוסמת או פלדה ממוחזרת) ניתן לשקול.
מערכת התגמול:0 (FLT:1) מדיה טבעית עשויה להיות בעלת מוליכות הידראולית נמוכה יותר; התאמה של מחזורי מחזור או עלייה של זרועות מפיץ כדי להבטיח אפילו רטובות ולמנוע בריכות.
(FLT:0)Ventilation: 1FLT:1 מדיה גבוהה-פורוזיות עשוי להגדיל את הטיוטה הטבעית, אבל אבן טבעית צפופה עשויה להפחית את התנועה האווירית.עיצוב מתחת לרדאר עם פתחים גדולים יותר ולשקול ventilation כפוי אם צריך.
(ב) ,0) מפרקי משנה: 1FLT:1, תרכובות מבוססות ביולוגי יכולות להתנפח עם לחות; לשלב חותםים גמישים או פערים גדולים יותר בין לוחות.

שיתוף פעולה עם ספקים מיוחדים

עבודה עם ספקים שיש להם ניסיון בחומרי בנייה בת קיימא, לבקש הצהרות מוצרים סביבתיים (EPDs) והסמכת צד שלישי כגון FLT:0;0) ירוק חותםFLT:1 או FLT:2Cradle כדי CradleFLT 3 כדי לאמת תביעות קיימות.

הזמינו ספקים לספק דגימות מבחן בקנה מידה טייס עבור גידול ביופילם ובדיקת ביצועים הידראוליים.
שיתוף פעולה במחקר כדי לפתח צורות מותאם אישית עבור מאפייני שפכים המטרה שלך.
הקמת חוזים ארוכי טווח לאבטחת אספקה ולעודד ספקים להשקיע במיקור תוכן ממוחזר.

הערכה במחזור חיים ו Carbon חשבונאות

הערכה מקיפה של מחזור חיים (LCA) מבטיחה כי בחירות חומריות אינן מזיזות באופן בלתי נמנע את הנטל הסביבתי מקטגוריה אחת של השפעה אחת לכלים אחרים, כגון תיבת הכלים של FLT:0LCA מ-EPAIRLT 1 או תוכנה בתשלום כמו SimaPro.

גבולות מערכת Define: כוללים מיצוי חומרי גלם, ייצור, תחבורה, התקנה, תפעול, וסיום חיים (מחזור או סילוק).
השוואת חלופות לפוטנציאל ההתחממות העולמי, חומציות, זיהום ושימוש במים.
חשבון עבור הטבות תפעוליות: לדוגמה, אמצעי משקל נמוכים עשויים להפחית אנרגיה עבור כלי רכב תחזוקה, בעוד כי פורוזיות גבוהה יותר עשויה להוריד את כוח המעריצים עבור ventilation.
לבצע ניתוח רגישות על קלטות לא ברורות (למשל, תוחלת החיים של התקשורת, מחזורי שיעורים) כדי להבטיח קבלת החלטות חזקה.

תחומי שיפוט רבים דורשים כעת בניית פחמן אפס נטו לפרויקטים של תשתיות ציבוריות.שילוב מוקדם של LCA יכול לייעל את התאימות ולהימנע מעיצובים יקרים.

אתגרים ושיקולים בעת שימוש בחומרים בר קיימא

למרות היתרונות ברורים, אימוץ חומרים ידידותיים לסביבה עומד בפני כמה מכשולים מעשיים.הבנת האתגרים האלה מאפשר למהנדסים לפתח אסטרטגיות מיגנציה.

עלויות ראשונות גבוהות יותר

פלסטיק ממוחזרים בבולק ו- ביו-קומוקוויטים מוסמכים לעתים קרובות לשאת פרמיה של 10-30% מעל פלסטיקי הבתולה קונבנציונליים או בטון.עם זאת, ניתוח עלות חיים שלמים מראה בדרך כלל שוויון או חיסכון כאשר גורם בעלויות מופחתות, אנרגיה נמוכה יותר לחימום (תקשורת אור מפחיתה מס תרמי), ואשראיי מס פחמן פוטנציאליים.

אחריות ודאגות ארוכות

אבנים טבעיות יכולות לסבול מגלישה במחזורי הקפאה, במיוחד אם הן מכילות מיקרו-קracks. ... מורכב מבוסס ביולוגי עשוי להידרדר מהתקפה פטרייתיתיתית או חשיפה UV.

אבן בעלת עמידות לפור עם ספיגה נמוכה של מים (ASTM C97 Testing).
החל ציפויים UV-stabilized כדי לחשוף מדיה פלסטית או להשתמש בצבעים כהים שספגו פחות חום קורנ.
מדיה ביו-קומומית בשכבה מאפר שמונעת אובדן מבודד ומספקת יושרה מבנית.
ביצוע בדיקות הזדקנות מואצות (למשל, ASTM D4329 עבור UV, ASTM G21 עבור התנגדות פטרייתיתית) לפני בחירתו.

זמינות מוגבלת ושרשרת האספקה Constraints

שווקים ממוחזרים משתנים אזוריים. באזורים ללא תשתית מיחזור מבוססת, מיקור יכול להיות מאתגר.פתרונות כוללים:

שיתוף פעולה עם רשויות ניהול פסולת מקומיות כדי להקים תוכניות גיבוי עבור פלסטיק משומש.
שימוש בחומרים משוחזרים מפרויקטי הריסת (למשל, ריסוק בטון באתר).
תכנון מודולים מסנן לקבל סוגים מרובים של מדיה, המאפשר החלפת משנה אם האפשרויות הראשוניות הופכות לא זמינות.

דרושים טכניקות בנייה מיוחדות

אמצעי האבן הטבעיים דורשים עבודה מיומן עבור מיקום תקין וקומפקטיות כדי להימנע ממכשולים ונתיבי זרימה מעדיפיםים.מחדש של אמצעי פלסטיק לעתים קרובות מגיע אריחים מנטרול הדורשים התאמה מדויקת.

לספק ידניים מפורטים של ההתקנה עם תמונות וסרטונים עבור כל סוג חומר.
דרושים קבלנים כדי לקבל הכשרה במפעל או הסמכה עבור מערכות מוצר ספציפיות.
כולל מפרטים מבוססי ביצועים המאפשרים אמצעים חלופיים להשיג יחסים ריקים ושטחי פני השטח הדרושים.

סליחות ו- Permitting Hurdles

ייתכן שחלק מהסוכנויות יהיו קשובות לאשר חומרים לא מוכחים בטיפול במים בשל חששות לגבי איכות מעוותת.

בקש מכתב קבלה טכנולוגי מהמדינה הרלוונטית או הסוכנות הסביבתית הפדרלית לחומר המוצע.
התקן תא מבחן מקביל עם התקשורת האלטרנטיבית לצד מסנן קונבנציונלי עבור אימות ביצועים בצד.
לספק נתונים של מתקנים בקנה מידה מלא קיימים (מחקרים של מזוודה מאזורים אחרים) כדי להפגין אמינות.

מקרה מחקר: Recycled פלסטי מדיה ב-Cickling Filter

בשנת 2021, העיר ספרינגפילד (דוגמה בדיונית) החליפה את מסנן התקשורת המטבולדת עם HDPE ממוחזרים שמקורם בכסות בקבוק ומכלי מזון.הפרויקט שמטרתו להפחית את פליטות הפחמן ב-35% מחיי העיצוב של 30 שנה.הגליונות של Prefabricated מסופקים על ידי מחזור מקומי של חנקן ומכלי מזון, לאחר שגובה התחבורה מתחת ל-80 ק"מ, היה גבוה 18% מפלסטיק, אך המתקן שהושג ב-15% לאחר העברת אנרגיה נמוכה יותר מ- 9 שנים לאחר שיפור לאחר שיפור של פעילות גופנית יציבה.

דוגמה זו ממחישה כי בחירה חומרית זהירה, בשילוב עם התאמות עיצוב (מהירויות ייצור ומהירויות פיזור משתנות), יכולה להניב גם רווחים סביבתיים ותפעוליים.

מגמות עתידיות בחומרי סינון פילטרים

מחקר ופיתוח ממשיכים להרחיב את הצבעים של אפשרויות ידידותיות לסביבה קיימא.

(FLT:0) אריזות ברותות ערך עבור יישומים זמניים או עונתיים:FLT ( 1:1 לדוגמה, סרטים המבוססים על תירס המשמשים במסננים גבוהים בעומס נמוך שניתן לסווג לאחר שירות.
(FLT:0) 3D מודפס אמצעי תקשורת ממוחזרים מפלסטיקים של האוקיינוס: FLT 1 צורות המכס אופטימיזציה תבניות זרימה תוך ניקוי פסולת ימית.
(FLT:0) המרכיבים המבוססים על Mycelium: FIRLT:1 , Fungal Mycelium שגדל על פסולת חקלאית יכול ליצור בלוקים קלים, עצמיים עם שטח פני השטח גבוה.מבחנים מוקדמים מראים תמיכה ביופיל טובה אבל כוח מוגבל עבור מסננים עמוקים.
(ב) ⁇ :0) חומרי שינוי: FLT:1 Embedded in Media to buffer טמפרטורה תנודות, שיפור ניטרינג קר.
(FLT:0) כלי תקשורת אוטונומיים: FIRLT:1 חומרים שתופסים CO2 במהלך הייצור, כגון איסוף פחמן-מין המניב פחמן דו-חמצני.

להישאר מעודכן לגבי חידושים אלה באמצעות כנסים טכניים, כתבי עת, רשתות ספק יעזור מהנדסים להישאר לפני דרישות קיימות.

מסקנה

שילוב חומרים ידידותיים לסביבה לבניית סינון הוא דרך מעשית, מדידה להפחית את הנטל הסביבתי של טיפול במים פסולת. מפלסטיק ממוחזר ואבנים טבעיות לרכיבים המבוססים על ביו, האפשרויות הן מגוונות ומשתנות ללא הרף.הצלחה דורשת גישה ממושמעת: בחירה חומרית זהירה שמיודעת על ידי הערכת מחזור חיים, הסתגלות כי מכבדת את המאפיינים הפיזיים של כל ספק בינוני, חזק, שותפויות וניהול יעיל של טכניקות, וקידום יעיל, תוך כדי טיפול יעיל של תאים גמישים, תוך כדי טיפול יעיל יותר, תוך כדי טיפול יעיל של תאים גמישים וניהול יעיל, תוך כדי טיפול יעיל, תוך כדי טיפול יעיל של מערכות גמישים וניהול יעיל, תוך כדי טיפול יעיל של תאים גמישים, תוך כדי טיפול יעיל יותר, תוך כדי טיפול יעיל יותר, טיפול יעיל יותר, תוך כדי טיפול יעיל של תאים גמישים וניהול יעיל, תוך כדי טיפול יעיל של תאים גמישים, תוך כדי טיפול יעיל, תוך כדי טיפול יעיל, טיפול יעיל, תוך כדי טיפול יעיל יותר, פיתוח יעיל של מערכות גמישים, תוך כדי טיפול יעיל של מערכות גמישים, טיפול יעיל יותר, טיפול יעיל של מערכות לחץ דם גמישים, תוך כדי טיפול יעיל, טיפול יעיל, טיפול יעיל יותר, טיפול יעיל של מערכות כדור הארץ, טיפול יעיל יותר, תוך כדי טיפול יעיל