Die Wahl des richtigen Wasserspeichers für Ihre Gemeinde ist eine wichtige Entscheidung

Traditionell ist es bei vielen Wasserversorgungsunternehmen üblich, Lagertanks in einem vollen oder nahezu vollen Zustand zu halten, um besser auf die Spitzenzeiten des Wasserverbrauchs und auf Notfälle wie Brände vorbereitet zu sein. Infolgedessen arbeiten viele Speichereinrichtungen mit einer größeren Wasserspeicherkapazität, als für die Nicht-Notfall-Nutzung benötigt wird., Außerdem haben einige Speicher – insbesondere ältere-eine Überlaufhöhe, die unter dem Druck des Wassersystems liegt. Ein Ventil verhindert das Eindringen von Wasser in den Tank, und Pumpen werden benötigt, um Wasser aus dem Tank in das Verteilungssystem zu transportieren. In diesen Fällen befindet sich Wasser sehr lange im Tank und verursacht Probleme mit der Wasserqualität.

Unabhängig von der Art der Tankanlage ist es wichtig, dass die Überlaufhöhe ordnungsgemäß auf den Druck des Systems abgestimmt ist, da dadurch die Wasseroberfläche im Tank auf dem System „schweben“ kann., Mit anderen Worten, die Wasserhöhe im Tank selbst erzeugt den Druck im Verteilungssystem. Wenn Tanks über Pumpstationen gefüllt werden, wird der Druck des Systems erhöht und Wasser fließt in Tankanlagen. Normalerweise schwankt der Wasserstand in einem Lagertank routinemäßig täglich durch einen Füll – und Abflusszyklus. Der Unterschied in der Fluktuation hängt von der Größe (Durchmesser und Höhe) des Speichers, der Systemnachfrage und dem Standort im Verteilungssystem ab.,

Dennoch sollte das Wasser im Tank einige Fuß vor dem Start der Pumpstation oder zusätzlichen Pumpen, die online kommen, schwanken, um sicherzustellen, dass eine ordnungsgemäße Zirkulation im Tank stattfindet.

Bodenlagerung und erhöhte Lagerung – Was ist das Richtige für Sie?

Die erforderliche Wasserverteilungskapazität für Trinkwassersysteme wird traditionell durch den Einsatz von Boden -, Hoch-oder Standrohrspeichertanks oder einer Kombination aller drei erreicht.,

• Ground Storage Tanks-Dies sind bodengestützte, Flachboden zylindrische Tanks mit einer Schalenhöhe kleiner oder gleich seinem Durchmesser und in der Regel aus Stahl oder Beton. Ein Speicher kann in markante Wasserspeicherkomponenten zerlegt werden, von denen jede einem bestimmten Zweck dient. Der Ausgleichsspeicher befindet sich oben im Tank und wird typischerweise täglich gefahren. Dies erfüllt die Anforderungen des Wassersystems, die über die Pumpleistung des Systems hinausgehen., Der Ausgleichsspeicher kann weiter in Betriebsspeicher, Low-End-Speicher und effektive Speicher unterteilt werden. Notfallspeicher ist definiert als der Wasserstand im Reservoir, über dem 20 psi innerhalb des Verteilungssystems für Feuerfluss und Rettungsdienst aufrechterhalten werden können. Das obere Ende des Notfallspeichers wird typischerweise als der Boden der Ausgleichsspeicherkomponente definiert. Das Wasser unterhalb des Notfallspeichers im Reservoir gilt als“ totes “ Speichervolumen und gilt als nicht verwendbar., Dieser „tote“ Speicher, insbesondere wenn es sich um ein relativ großes Volumen handelt und der Tank nicht häufig umgedreht wird, kann in Fällen, in denen keine internen Tankmischsysteme vorhanden sind, zu Wasserqualitätsproblemen führen.

• Standrohrspeicher – Ein Standrohrspeicher ist auch ein ebenerdiger Wasserspeicher, der in einer Vielzahl von Größen erhältlich ist. Standrohre sind größer in der Höhe als Durchmesser und können mit dekorativen Elementen entworfen werden, um den Tank in die Umgebung zu mischen., Ihr höheres Design ermöglicht es Wasser über dem Betriebsbereich, typischerweise schwerkraftgefütterten Druck bereitzustellen. Das Wasser unterhalb des Betriebsbereichs bietet Reservespeicherung.

• Erhöhte Lagertanks – Diese bestehen aus zwei Hauptkomponenten: dem Tank (oder der Schüssel, die das Wasser hält) und der Tragstruktur oder dem Turm, der die Schüssel stützt. Diese Arten von Tanks werden üblicherweise konstruiert, wenn die Bodenhöhe für die Verwendung von Tanks im Reservoir-Stil nicht ausreicht oder wenn eine größere Lagerkapazität erforderlich ist, als normalerweise mit einem Standrohr erreicht werden könnte., Es gibt verschiedene gängige Arten von erhöhten Tanks, einschließlich Sphäroid, geriffelte Säule und Composite (Stahlschale mit Betonstützstruktur). Diese Tanks wurden üblicherweise aus geschweißtem Stahl hergestellt; In letzter Zeit gewinnen Tanks im Verbundstil jedoch an Bedeutung. Verbundtanks verwenden eine Stahlschale auf einem Betonturm.

Um die beste Lösung für eine Community auszuwählen, müssen viele Faktoren berücksichtigt werden.

• Pumpsysteme-Die Bodenspeicher können entweder ein direktes oder ein indirektes Pumpsystem verwenden., Ein Direktpumpsystem pumpt Wasser aus dem Reservoir zu Systemdrücken. In einem indirekten Pumpsystem „schwimmt“ Wasser auf dem System und fließt durch die Schwerkraft vom Tank zum Systemdruck. Neu gestaltete erhöhte Lagertanks sind fast immer indirekte Systeme und schwimmen bei dem angeschlossenen Systemdruck. Das indirekte Pumpsystem hat gegenüber einem direkten Pumpsystem in einem Wasserverteilungssystem mehrere Vorteile:

1. Senkung der Spitzenpumpraten, Aufrechterhaltung einer konstanten, zuverlässigen Wasserversorgung und eines konstanten Drucks.
2. Stabilisierende Druckschwankungen bei schwankenden Anforderungen.,
3. Ausgleichs-und Nivellierungspumpenbetrieb.
4. Reduzierung der notwendigkeit für breite palette von pumpe größen.
5. Sinkende Stromkosten-insbesondere bei tageszeitlichen Strompreisen.
6. Dämpfung extrem niedriger und hoher niedriger Drücke (Überspannungsentlastung).
7. Verbesserte notfall reaktion während wasser haupt pausen oder stromausfall.
8. Verbesserung der Brandströmung und Druckreaktion.

• Größe-Typischerweise ist ein Wasserturm so bemessen, dass er ungefähr einen Tag Wasser für die vom Turm bediente Gemeinde enthält., Wenn die Pumpen ausfallen (z. B. während eines Stromausfalls), hält der Wasserturm genug Wasser, um den Bedarf der Gemeinde für etwa einen Tag zu decken. Darüber hinaus kann der Turm während eines Brandes eine wichtige Rolle spielen und die Versicherungstarife der Gemeinde beeinflussen. Während eines Brandes steigt der Wasserbedarf erheblich an und kann die Kapazität der Pumpen im Wasserwerk der Gemeinschaft erheblich übersteigen.

• Höhe-Die Höhe des Wasserturms bestimmt den Wasserdruck in der Gemeinde., Neue Systeme sind erforderlich, um einen Mindestdruck von 20 PSI (Pfund pro Quadratzoll) auf Bodenhöhe an allen Punkten im Verteilungssystem unter allen Strömungsbedingungen bereitzustellen. Typischerweise beträgt der normale Arbeitsdruck in einem Verteilungssystem ungefähr 60 bis 80 PSI und nicht weniger als 35 PSI. Der Wasserstand im Turm muss hoch genug sein, um diesen Druck für alle Kunden in der vom Turm bedienten Zone bereitzustellen.

• Standort-Verfügbare Flächen für neue Wasserspeicher und der Standort gehen Hand in Hand, um auch die erforderliche Höhe des Tanks zu bestimmen., Wassertürme befinden sich normalerweise auf hohem Boden und sind hoch genug, um den erforderlichen Druck bereitzustellen. Durch die Wahl eines hohen Standorts kann die Höhe des Turms reduziert werden, wodurch die Baukosten gesenkt werden. Viele Faktoren können jedoch die Standortauswahl erschweren. Zum Beispiel müssen Overhead – oder unterirdische Versorgungskabel verlegt werden. Versorgungsumzüge sind zeitaufwendig und erfordern eine Vorausplanung und Abstimmung mit den Versorgungsunternehmen und Aufsichtsbehörden., Bei der Lokalisierung eines erhöhten Tanks werden die folgenden Kriterien empfohlen:

1. Um einen Druck von 60-80 PSI im Verteilungssystem aufrechtzuerhalten, ist die Tankhöhe auf 200 Fuß begrenzt (Boden zum Überlaufen). Daher werden höhere Bodenhöhen bevorzugt.
2. Lage innerhalb einer Druckzone: Um die Vorteile des hydraulischen Wasserdrucks für eine Druckzone zu maximieren, muss sich der Tank im zentralen Teil der Zone befinden.,
3. Entfernung zur bestehenden Wasserleitung main: Tankstellen weiter von der Wasserleitung Main kann eine Anschlussleitung zu zusätzlichen Kosten erfordern
4. Standortbereich, Verfügbarkeit und Zugänglichkeit: Eine angemessene Standortfläche ist erforderlich, um den Bau und die zukünftige Wartung des Tanks zu ermöglichen. Das Grundstück muss zum Kauf zur Verfügung stehen, vorzugsweise unbebaut, um den Widerstand anderer Grundstückseigentümer zu überwinden. Die Baustelle muss einen angemessenen Zugang für Bau-und Wartungseinrichtungen bieten. Die mit dem Erwerb des Pakets verbundenen Kosten müssen berücksichtigt werden.,

• Fundamentgestaltung-Die Anforderungen an die Fundamentgestaltung machen die Wahl des Standortes eines neuen Wasserturms wichtig und manchmal schwierig. Ingenieure müssen detaillierte geotechnische Untersuchungen durchführen, um die zugrunde liegenden Bodeneigenschaften an potenziellen Standorten zu verstehen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um das Fundamentdesign für den Wassertank vorzubereiten.

• Wasseralter-Die Wasserqualität wird durch das Halten von Süßwasser im System beeinträchtigt. Dies bedeutet, das Wasser im Turm umzudrehen., Ein erhöhtes Wasseralter kann zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führen, z. B. zur erhöhten Bildung von Desinfektionsnebenprodukten (DBPs), zur Nitrifikation und zum Verlust von Desinfektionsresten. Geschmacks – und Geruchsprobleme können auch durch übermäßiges Wasseralter entstehen. Daher muss der Standort für den Wasserturm mit einem Verständnis dafür ausgewählt werden, wie sich Wasser durch ein Wasserverteilungssystem bewegt. Eine schlechte Standortlage kann sich ernsthaft nachteilig auf die Wasserqualität des Verteilungssystems auswirken.

• Wartung-Sobald ein Standort gefunden ist, ist eine ordnungsgemäße Wartung von entscheidender Bedeutung., Die Wassertanks müssen regelmäßig überprüft und gereinigt werden, um eine gute Wasserqualität im Wasserverteilungssystem der Gemeinschaft aufrechtzuerhalten und die Lebensdauer des Lagertanks zu verlängern. Regelmäßige Tankinspektionen können auch dazu beitragen, kleine Probleme zu identifizieren und zu verhindern, dass sich größere Probleme entwickeln, die zu gesundheitlichen Problemen führen können, die zu teuren Reparaturen oder vorzeitigem strukturellen Versagen der Tanks führen. Tanks, die nicht regelmäßig gereinigt werden, können Kontaminationsereignisse verursachen, die die menschliche Gesundheit schädigen oder ästhetische Beschwerden hervorrufen können., In der Regel sollte eine Gemeinde alle drei bis fünf Jahre eine Innen-und Außenprüfung ihrer Wassertanks durchführen. Einige Staaten verlangen, dass das Innere und Äußere aller Wasserspeichereinrichtungen von 10.000 Gallonen oder mehr mindestens alle fünf Jahre von einer professionellen Tankinspektionsfirma oder von einem registrierten professionellen Ingenieur überprüft und gewartet wird. Darüber hinaus sollten die Innen-und Außenbeschichtungen von Stahl-und Wasserspeichertanks von einer Person inspiziert werden, die zur Beurteilung der Integrität des Lacksystems geschult ist., Obwohl heute selten, könnten Tanks, die vor den späten 1970er Jahren lackiert wurden, immer noch eine Bleifarbbeschichtung aufweisen, wenn die ursprüngliche Farbe nicht durch Sandstrahlen auf blankes Metall entfernt worden wäre. Sicherstellen, dass dies getan wurde, sollte der Schwerpunkt jeder Inspektion älterer Tanks sein.

Der Zeitpunkt der Inspektionen kann schwierig sein, da ein Tank für Inneninspektionen außer Betrieb genommen werden muss. Die erste zu beantwortende Frage ist, ob der Turm offline genommen werden kann und wenn ja, wie lange. Vor der Durchführung der Arbeiten kann eine Testabschaltung durchgeführt werden, um mögliche Herausforderungen aufzudecken., Zahlreiche Faktoren bestimmen, wann Sie Ihren Tank am einfachsten außer Betrieb nehmen können. Lage des Tanks, erforderliche Durchflussmengen, Spitzenbedarf, die Fähigkeit, den Wasserturm vom System zu isolieren, und die Möglichkeit von Eis im Wasserturm (im Winter und Frühjahr) sind alles Überlegungen, die die endgültige Entscheidung beeinflussen. Erhöhte Lagertanks werden am besten bei wärmerem Wetter zwischen spätem Frühling und frühem Herbst inspiziert. Wenn der Wasserturm anfällig für die Bildung von Eis ist, ist eine Inspektion keine Option, bis das Eis vollständig aus dem Turm ist., Es gibt Inspektionsmethoden, die auftreten können, ohne den Turm außer Betrieb zu nehmen. Eine Methode ist die Verwendung eines ferngesteuerten Fahrzeugs (ROV). Alternativ können Inspektionstaucher gemietet werden, um die Innenflächen visuell zu inspizieren. Eine Genehmigung der Aufsichtsbehörden zur Inspektion, Reinigung, Reparatur oder Lackierung eines Tanks ist in der Regel nicht erforderlich. Eine Genehmigung ist jedoch erforderlich, wenn Änderungen am Tank vorgenommen werden, z. B. die Installation von Lüftungsöffnungen, Luken, Überläufen oder Mischgeräten jeglicher Art. Es wird empfohlen, die örtlichen Aufsichtsbehörden vor der Tankinspektion oder-reinigung zu informieren., Nach der Inspektion und/oder Reinigung unter Wasser und vor der Inbetriebnahme des Tanks müssen Wasserproben aus dem Tank auf Chlorreste und / oder coliforme Bakterien analysiert werden. Wenn coliforme Bakterien fehlen und Chlorreste akzeptabel sind, kann der Tank wieder in Betrieb genommen werden. Wenn nicht, setzen Sie die Wasserentnahme fort, bis zwei aufeinanderfolgende Proben für coliform negativ sind. Bei Bedarf sollte der Tank desinfiziert werden.

Die häufigste Arbeit an Wassertürmen ist das Neulackieren., Angesichts der Höhe und Form von Wassertürmen und der Auswahl in Beschichtungssystemen mit unterschiedlichen Lebenserwartungen kann dies ein komplizierter Prozess sein. Bei vielen Tanks muss das Äußere eines Tanks mit einem handelsüblichen Sandstrahl vorbereitet werden, um alle vorhandenen Beschichtungen zu entfernen. Wenn sich der Tank in der Nähe von Parks, Residenzen oder Unternehmen befindet, erfordern Sandstrahlvorgänge ein schützendes Eindämmungssystem mit der Überdachung über dem Tank während der Arbeit. Vor dem Sandstrahlen zum Entfernen der vorhandenen Beschichtungen wird eine Umweltprobenahme empfohlen, um das Vorhandensein von Blei in vorhandenen Beschichtungen zu testen., Wenn Blei in den vorhandenen Beschichtungen vorhanden ist, müssen geeignete Eindämmungssysteme entworfen und bereitgestellt werden.

HR Green verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Planung, dem Bau, der Wartung und der Sanierung von Wasserspeichern für öffentliche und private Zwecke. Um mehr zu erfahren Kontaktieren Ravi Jayaraman, PE (in Illinois), Heide Picken, PE (in Iowa), Mark Hardie, PE (South Dakota), Adam Salo, PE (in Minnesota) und Michael Halde, PE (in Texas).