Der Prozess der Abwasserbehandlung zielt darauf ab, die vorhandenen Verunreinigungen (biologisch, chemisch und physikalisch) zu entfernen und das Wasser in seinen ursprünglichen Zustand zurückzuführen, idealerweise wieder trinkbar zu machen. Der Prozess erzeugt in der Regel zwei Ströme: gereinigtes flüssiges Wasser und einen halbfesten Strom mit Abfällen.
Der Prozess gliedert sich in mehrere Phasen: Entnahme des Wassers und Entfernung makroskopischer Verunreinigungen wie Flaschen, Tüten, Plastikgegenstände, Sand, Erde, Holz; Klärung zur Entfernung mikroskopischer Partikel; Trennung der Schlämme vom Wasserstrom; Reinigung mit Scheibenrotoren, bei denen rotierende Scheiben Abtauch- und Auftauchphasen abwechseln, um organische Stoffe abzubauen; Belüftung, bei der Luft gepumpt wird, um verbleibende organische Stoffe an die Oberfläche zu bringen, feste Stoffe wie Sand und Erde zu sedimentieren, unerwünschte Gase abzutreiben und den Sauerstoffgehalt wiederherzustellen; Abschließend Entfernung der Feststoffe zur Deponierung und Kompaktierung.
In jeder dieser Prozessphasen werden verschiedene Lagertypen eingesetzt, die für den Betrieb mechanischer Komponenten wie Rotoren, Förderbändern, Propellern, Zentrifugen und Hebevorrichtungen notwendig sind; in den meisten Fällen arbeiten die Lager in den Schlammflüssigkeiten eingetaucht.
Im Allgemeinen kann die Funktion eines Lagers bei längerer Exposition gegenüber Wasser durch chemische Degradation oder Korrosion beeinträchtigt werden. Diese Korrosion führt zu einer erheblichen und unvorhersehbaren Reduzierung der Lagerlebensdauer mit schwerwiegenden Folgen für den Prozess und die darauf montierte mechanische Komponente.
Es gibt verschiedene Mechanismen, die für das Malfunction des Lagers in Gegenwart von Wasser verantwortlich sind:
- Bruch durch Wasserstoff
- Rostbildung
- Oxidation des Schmiermittels und Verlust der Eigenschaften
- Entfernung des Schmiermittels
- Behinderung des Schmiermittelstroms (unmischbar mit Wasser)
- Bildung von Wasserfilmen in den Kontaktlagen
- Bildung von Bakterien
Neben dem Sektor der Abwasserreinigung treten ähnliche Korrosionsprobleme bei Lagern in verschiedenen anderen Anwendungen auf, wie: Pumpen und Filtern von Poolwasser, Behandlung von Wasser in der Fischzucht, Maschinen zur Ansaughöhe von Flüssigkeiten und anderen, bei denen die Lager mit Wasser in Berührung kommen oder darin eingetaucht sind.
Um diese Probleme zu umgehen, muss das Eindringen von Wasser in das Lager verhindert und ein Material verwendet werden, das der vielfachen Wirkung des Wassers widersteht.
Der Edelstahl enthält in der Regel Prozentsätze von Chrom, Nickel und Molybdän, die in Gegenwart von Oxidationsmitteln wie Wasser einen passivierenden Schicht bilden, die weiteren Oxidationen widersteht und das Material vor Korrosion schützt. Allerdings ist eine langanhaltende Exposition des Edelstahls gegenüber Wasser, insbesondere mit hohem Salzgehalt wie Meerwasser, ungeeignet. Zudem machen die Probleme mit Schmiermitteln die geschmierten Stahlager sehr empfindlich gegenüber Wasser.
Vollkeramische Lager, insbesondere ohne Schmiermittel, bieten die Lösung für diese Probleme bei geeigneter Dimensionierung für die Tragfähigkeit.
Materialien wie Zirkonoxid, Siliziumnitrid und Siliziumkarbid bieten hervorragende chemische Beständigkeit gegenüber Wasser. Je nach Säure- oder Laugenhalt des Wassers werden die am besten geeigneten Materialien für den Einsatzumfeld gewählt.
