Scegliere lo stoccaggio dell’acqua giusto per la tua comunità è una decisione importante

Tradizionalmente, è stata una pratica comune di molte utility idriche per mantenere i serbatoi di stoccaggio in condizioni complete o quasi per essere meglio preparati per i periodi di utilizzo dell’acqua di picco e per le emergenze come gli incendi. Di conseguenza, molti impianti di stoccaggio funzionano con una capacità di stoccaggio dell’acqua maggiore di quella necessaria per un utilizzo non di emergenza., Inoltre, alcuni impianti di stoccaggio, specialmente quelli più vecchi, hanno un’altezza di trabocco inferiore alla pressione del sistema idrico. Una valvola impedisce l’ingresso di acqua nel serbatoio e le pompe sono necessarie per spostare l’acqua dal serbatoio nel sistema di distribuzione. In questi casi, l’acqua risiede nel serbatoio per un tempo molto lungo, causando problemi di qualità dell’acqua.

Indipendentemente dal tipo di impianto del serbatoio, è fondamentale che l’elevazione del troppo pieno sia correttamente abbinata alla pressione del sistema, in quanto ciò consente alla superficie dell’acqua all’interno del serbatoio di “galleggiare” sul sistema., In altre parole, l’elevazione dell’acqua nel serbatoio stesso crea la pressione nel sistema di distribuzione. Quando i serbatoi vengono riempiti tramite stazioni di pompaggio, la pressione del sistema viene aumentata e l’acqua scorre nelle strutture del serbatoio. Normalmente, il livello dell’acqua in un serbatoio di stoccaggio fluttua regolarmente su base giornaliera attraverso un ciclo di riempimento e scarico. La differenza nella fluttuazione varierà a seconda delle dimensioni (diametro e altezza) dell’impianto di stoccaggio, della domanda del sistema e della posizione nel sistema di distribuzione.,

Tuttavia, l’acqua nel serbatoio dovrebbe fluttuare diversi piedi prima dell’inizio della stazione di pompaggio o pompe aggiuntive che entrano in linea per garantire che si verifichi una corretta circolazione nel serbatoio.

Stoccaggio a terra e stoccaggio elevato-Che è giusto per te?

La capacità di stoccaggio necessaria per la distribuzione dell’acqua per i sistemi di acqua potabile è tradizionalmente soddisfatta dall’uso di serbatoi di stoccaggio a terra, elevati o a tubo o da una combinazione di tutti e tre.,

• Serbatoi di stoccaggio a terra-Si tratta di serbatoi cilindrici a fondo piatto con un’altezza del guscio inferiore o uguale al suo diametro e solitamente costruiti in acciaio o cemento. Un serbatoio di stoccaggio può essere suddiviso in componenti distintivi di stoccaggio dell’acqua, ognuno dei quali ha uno scopo particolare. Lo stoccaggio di equalizzazione si trova nella parte superiore del serbatoio e viene in genere pedalato su base giornaliera. Questo soddisfa le esigenze del sistema idrico che superano la capacità di pompaggio del sistema., Lo storage di equalizzazione può essere ulteriormente suddiviso in storage operativo, storage di fascia bassa e storage efficace. Lo stoccaggio di emergenza è definito come il livello dell’acqua nel serbatoio al di sopra del quale 20 psi possono essere mantenuti all’interno del sistema di distribuzione per il flusso di fuoco e il servizio di emergenza. L’estremità superiore dell’archiviazione di emergenza è in genere definita come la parte inferiore del componente di archiviazione di equalizzazione. L’acqua al di sotto del deposito di emergenza nel serbatoio è considerata volume di stoccaggio “morto” e non è considerata utilizzabile., Questo stoccaggio “morto”, specialmente se si tratta di un volume relativamente grande e il serbatoio non viene rovesciato frequentemente, può portare a problemi di qualità dell’acqua nei casi in cui i sistemi di miscelazione del serbatoio interno non sono in atto.

• Serbatoi di stoccaggio tubo-Un serbatoio di stoccaggio tubo è anche un serbatoio di stoccaggio dell’acqua a livello del suolo che è disponibile in una vasta gamma di dimensioni. I tubi sono più alti del diametro e possono essere progettati con elementi decorativi per aiutare a fondere il serbatoio nell’ambiente circostante., La loro progettazione più alta permette che l’acqua sopra la gamma di funzionamento fornisca tipicamente la pressione gravità-alimentata. L’acqua al di sotto del campo operativo fornisce lo stoccaggio di riserva.

• Serbatoi di stoccaggio sopraelevati-Questi consistono di due componenti primari: il carro armato (o ciotola che tiene l’acqua) e la struttura di sostegno o la torre che sostiene la ciotola. Questi tipi di carri armati sono costruiti comunemente dove l’elevazione al suolo è insufficiente per l’uso dei carri armati di stile del bacino idrico o dove la maggior capacità di stoccaggio che potrebbe essere raggiunta normalmente con un tubo di sostegno è richiesta., Ci sono diversi stili comuni di serbatoi elevati tra cui sferoide, colonna scanalata e composito (ciotola in acciaio con struttura di supporto in calcestruzzo). Questi serbatoi sono stati comunemente costruiti in acciaio saldato; tuttavia, recentemente i serbatoi in stile composito stanno guadagnando importanza. I serbatoi compositi utilizzano una ciotola d’acciaio in cima a una torre di cemento.

Al fine di scegliere la soluzione migliore per una comunità, ci sono molti fattori che devono essere presi in considerazione.

• Sistemi di pompaggio-I serbatoi di stoccaggio a terra possono utilizzare un sistema di pompaggio diretto o indiretto., Un sistema di pompaggio diretto pompa l’acqua dal serbatoio alle pressioni del sistema. In un sistema di pompaggio indiretto, l’acqua “galleggia” sul sistema e scorre per gravità dal serbatoio alla pressione del sistema. I serbatoi di stoccaggio elevati di nuova concezione sono quasi sempre sistemi indiretti e galleggiano alla pressione del sistema collegato. Il sistema di pompaggio indiretto presenta diversi vantaggi rispetto a un sistema di pompaggio diretto in un sistema di distribuzione dell’acqua:

1. Abbassando i tassi di pompaggio di picco, mantenendo un approvvigionamento idrico e pressioni costanti e affidabili.
2. Stabilizzando le variazioni di pressione come richieste fluttuano.,
3. Bilanciamento e livellamento pompa operazioni.
4. Riducendo la necessità di un’ampia gamma di dimensioni della pompa.
5. Riduzione dei costi energetici, in particolare per i prezzi dell’elettricità all’ora del giorno.
6. Smorzamento estrema bassa e alta bassa pressioni (surge relief).
7. Migliorare la risposta di emergenza durante l’acqua principale si rompe o mancanza di corrente.
8. Migliorare il flusso di fuoco e la risposta alla pressione.

• Dimensioni – In genere, una torre d’acqua è dimensionata per contenere circa un giorno di acqua per la comunità servita dalla torre., Se le pompe si guastano (ad esempio, durante un’interruzione di corrente), la torre dell’acqua contiene abbastanza acqua per soddisfare la domanda della comunità per circa un giorno. Inoltre, la torre può svolgere un ruolo importante durante un incendio e può influenzare i tassi di assicurazione della comunità. Durante un incendio, la domanda di acqua aumenta in modo significativo e può superare di molto la capacità delle pompe della centrale idrica della comunità.

• Altezza-L’elevazione della torre dell’acqua determina la pressione dell’acqua nella comunità., I nuovi sistemi sono tenuti a fornire una pressione minima di 20 PSI (libbre per pollice quadrato) a livello del suolo in tutti i punti del sistema di distribuzione in tutte le condizioni di flusso. In genere, la normale pressione di esercizio in un sistema di distribuzione sarà di circa 60-80 PSI e non inferiore a 35 PSI. Il livello dell’acqua nella torre deve essere abbastanza alto da fornire quel livello di pressione a tutti i clienti nella zona servita dalla torre.

• Posizione-Terreno disponibile per nuovi serbatoi di stoccaggio dell’acqua e la posizione vanno di pari passo per determinare anche l’altezza richiesta del serbatoio., Torri d’acqua sono in genere situati su un terreno alto e abbastanza alto per fornire la pressione necessaria. Scegliendo un sito alto, l’altezza della torre può essere ridotta, riducendo così i costi di costruzione. Tuttavia, molti fattori possono complicare la selezione della posizione. Per esempio, i cavi di utilità sopraelevati o sotterranei possono avere bisogno di essere riposizionati. Le delocalizzazioni delle utenze richiedono molto tempo e necessitano di pianificazione e coordinamento in anticipo con le utenze e le agenzie di regolamentazione., Nel localizzare un serbatoio elevato, si raccomandano i seguenti criteri:

1. Per mantenere una pressione di 60-80 PSI nel sistema di distribuzione, l’altezza del serbatoio è limitata a 200 piedi (da terra a troppo pieno). Quindi sono preferite elevazioni di terreno più elevate.
2. Posizione all’interno di una zona di pressione: per massimizzare i benefici dalla pressione idraulica dell’acqua a una zona di pressione, il serbatoio deve essere posizionato nella parte centrale della zona.,
3. Distanza dalla rete di trasmissione dell’acqua esistente: i siti di serbatoi più lontani dalla rete di trasmissione dell’acqua possono richiedere una rete di collegamento a costi aggiuntivi
4. Area del sito, disponibilità e accessibilità: sarà necessaria un’area di sito adeguata per fornire spazio per la costruzione e la futura manutenzione del serbatoio. Il sito deve essere disponibile per l’acquisto, preferibilmente non sviluppato, per superare la resistenza di altri proprietari di immobili. Il sito deve fornire un accesso adeguato per le attrezzature di costruzione e manutenzione. I costi associati all’acquisto del pacco devono essere considerati.,

• Foundation Design – I requisiti per la progettazione della fondazione rendono la scelta della posizione di una nuova torre dell’acqua importante e talvolta difficile. Gli ingegneri devono completare indagini geotecniche dettagliate per comprendere le proprietà del suolo sottostanti in siti potenziali. Questo è un passo importante per preparare il progetto di fondazione per il serbatoio dell’acqua.

• Età dell’acqua-La qualità dell’acqua è influenzata dal mantenimento di acqua dolce nel sistema. Questo significa girare l’acqua nella torre., L’aumento dell’età dell’acqua può portare a un deterioramento della qualità dell’acqua, come l’aumento della formazione di sottoprodotti di disinfezione (DBPs), nitrificazione e perdita di residui di disinfezione. I problemi di gusto e odore possono anche derivare dall’eccessiva età dell’acqua. Pertanto, la posizione per la torre dell’acqua deve essere selezionata con una comprensione di come l’acqua si muove attraverso un sistema di distribuzione dell’acqua. La scarsa posizione del sito può avere un effetto seriamente dannoso sulla qualità dell’acqua del sistema di distribuzione.

• Manutenzione-Una volta trovata una posizione, una corretta manutenzione è fondamentale., I serbatoi d’acqua devono essere periodicamente ispezionati e puliti per mantenere una buona qualità dell’acqua nel sistema di distribuzione dell’acqua della comunità e per contribuire a prolungare la vita del serbatoio di stoccaggio. Ispezioni regolari dei serbatoi possono anche aiutare a identificare piccoli problemi e prevenire lo sviluppo di problemi importanti che possono creare problemi relativi alla salute, portando a costose riparazioni o cedimenti strutturali prematuri dei serbatoi. I serbatoi che non vengono periodicamente puliti possono causare eventi di contaminazione che possono danneggiare la salute umana o generare disturbi estetici., In genere una comunità dovrebbe pianificare l’esecuzione di un’ispezione interna ed esterna dei loro serbatoi d’acqua una volta ogni tre o cinque anni. Alcuni stati richiedono che l’interno e l’esterno di tutti gli impianti di stoccaggio dell’acqua di 10.000 galloni o più grandi devono essere ispezionati e mantenuti un minimo di ogni cinque anni da una ditta di ispezione serbatoio professionale o da un ingegnere professionista registrato. Inoltre, i rivestimenti interni ed esterni su serbatoi d’acqua in acciaio elevato devono essere ispezionati da una persona addestrata per valutare l’integrità del sistema di verniciatura., Anche se oggi raro, serbatoi verniciati prima della fine del 1970 potrebbe ancora avere un rivestimento di vernice al piombo se la vernice originale non fosse stato rimosso mediante sabbiatura a metallo nudo. Assicurarsi che questo è stato fatto dovrebbe essere al centro di qualsiasi ispezione dei serbatoi più vecchi.

I tempi delle ispezioni possono essere difficili, perché un serbatoio deve essere messo fuori servizio per le ispezioni interne. La prima domanda a cui rispondere è se la torre può essere presa offline e, in caso affermativo, per quanto tempo. Un arresto di prova può essere eseguito per rivelare eventuali potenziali sfide prima di condurre il lavoro., Numerosi fattori detteranno quando si può più facilmente prendere il vostro carro armato fuori servizio. La posizione del serbatoio, le portate richieste, la richiesta di picco, la capacità di isolare la torre dell’acqua dal sistema e la possibilità di ghiaccio nella torre dell’acqua (nei mesi invernali e primaverili) sono tutte considerazioni che influenzano la decisione finale. I serbatoi di stoccaggio elevati sono meglio ispezionati durante il clima più caldo tra la tarda primavera e l’inizio dell’autunno. Se la torre dell’acqua è suscettibile alla formazione di ghiaccio, l’ispezione non è un’opzione fino a quando il ghiaccio non è completamente fuori dalla torre., Ci sono metodi di ispezione che possono verificarsi senza togliere la torre dal servizio. Un metodo consiste nell’utilizzare un veicolo a comando remoto (ROV). In alternativa, i subacquei di ispezione possono essere assunti per ispezionare visivamente le superfici interne. Un permesso non è generalmente richiesto dalle agenzie di regolamentazione per ispezionare, pulire, riparare o dipingere un serbatoio. Tuttavia, sarà richiesto un permesso se vengono apportate modifiche al serbatoio come l’installazione di prese d’aria, boccaporti, overflow o qualsiasi tipo di dispositivi di miscelazione. Si raccomanda di informare le agenzie di regolamentazione locali prima dell’ispezione o della pulizia del serbatoio., Dopo l’ispezione subacquea e/o la pulizia, e prima di mettere in servizio il serbatoio, i campioni di acqua dal serbatoio devono essere analizzati per residui di cloro e o batteri coliformi. Se i batteri coliformi sono assenti e il cloro residuo è accettabile, il serbatoio può essere rimesso in servizio. In caso contrario, continuare il campionamento dell’acqua fino a quando due campioni consecutivi per coliform sono negativi. Se necessario, il serbatoio deve essere disinfettato.

Il lavoro più comune eseguito sulle torri d’acqua è la riverniciatura., Data l’altezza e la forma delle torri d’acqua e le scelte nei sistemi di rivestimento con diverse aspettative di vita, questo può essere un processo complicato. Molti serbatoi richiedono l’esterno di un serbatoio da preparare con una sabbiatura commerciale per rimuovere tutto il rivestimento esistente. Se il serbatoio si trova vicino a parchi, residenze o aziende, le operazioni di sabbiatura richiederebbero un sistema di contenimento protettivo, con la tettoia sopra il serbatoio durante il lavoro. Prima della sabbiatura per rimuovere i rivestimenti esistenti, si consiglia il campionamento ambientale per verificare la presenza di piombo nei rivestimenti esistenti., Se il piombo è presente nei rivestimenti esistenti, è necessario progettare e fornire sistemi di contenimento appropriati.

HR Green ha una vasta esperienza nella progettazione, costruzione, manutenzione e ristrutturazione di serbatoi di stoccaggio dell’acqua per usi pubblici e privati. Per saperne di più contattare Ravi Jayaraman, PE (in Illinois), Heath Picken, PE (in Iowa), Mark Hardie, PE (in South Dakota), Adam Salo, PE (in Minnesota), e Michael Halde, PE (in Texas).