Взгляд инженера
За почти два десятилетия консультирования по системам водоснабжения в Юго-Восточной Азии и Австралии я видел достаточно-благонамеренных проектов по хранению воды, которые проваливались, и у нас выросло здоровое уважение к деталям. Схема последовательна: кто-то указываетРезервуар для хранения водына основе рекомендации поставщика или быстрого расчета. Он устанавливается. Это работает-какое-то время. А потом, обычно в самый неподходящий момент, выходит из строя. Неисправность может быть структурной-трещиной, протечкой или обрушением. Чаще всего он исправен,-вода становится зеленой, насос кавитирует или бак замерзает при первом же похолодании.
Ни одна из этих неудач не была неизбежной. Они были предсказуемым результатом решений, принятых на ранних этапах проекта,-решений, которые в большинстве случаев могли быть другими.
Вопросы, которые большинство людей не задает
За прошедшие годы я научился начинать каждый проект хранения с набора вопросов, выходящих за рамки стандартного «сколько воды вам нужно». От ответов часто зависит, прослужит ли танк пять лет или тридцать.
Вопрос первый: К чему вы готовитесь?
Это звучит философски, но имеет практические последствия. Резервуар, рассчитанный на регулярные колебания спроса, отличается от резервуара, рассчитанного на недельные-перебои в поставках. Я работал с жильцом в Перте, которому нужен был резервуар на 5000-литров — «достаточно, чтобы преодолеть периодические ограничения на воду», — сказали они. Когда я спросил, что значит «случайно», они не смогли уточнить. Мы остановились на резервуаре емкостью 12 000 литров после изучения данных Бюро метеорологии по региону, которые показали, что самая сильная засуха за последние 25 лет длилась 19 дней. Эта дополнительная мощность стоила на 25% дороже, но обеспечивала запас устойчивости, который уже доказал свою ценность в течение двух засушливых сезонов с момента установки.
Контейнер — это не система
A резервуар для храненияэто компонент, а не решение. Система включает в себя механизм сбора, линию обработки, распределительную сеть и средства управления. Каждую часть необходимо рассматривать вместе, поскольку производительность танка зависит от производительности остальных компонентов.
Самая распространенная ошибка, с которой я сталкиваюсь, – рассматривать резервуар как последнее решение-заказывать после того, как уже указаны насосы, трубы и фильтры. Такая последовательность действий приводит к компромиссу: подходящий резервуар не обязательно является резервуаром, который лучше всего служит системе. Я советую своим клиентам сначала определить резервуар, а затем проектировать на его основе остальную систему. Это кажется нелогичным, но резервуар имеет самый долгий срок службы среди всех компонентов системы. Насосы и элементы управления будут заменяться несколько раз в течение срока службы резервуара.-Сделайте резервуар фиксированной точкой и дайте возможность другим компонентам адаптироваться.
Выбор материала: «лучшего» выбора не существует
Вопрос «какой материал использовать» мне задают чаще всего. Мой ответ всегда — «это зависит», и последующие-действия обычно вызывают вздох разочарования. Но правда в том, что выбор материала — это компромисс-между стоимостью, производительностью и сроком службы, а оптимальный баланс различен для каждого применения.
Я видел, как резервуары из оцинкованной стали безупречно работали в течение 40 лет в средах, в которых они должны были подвергнуться коррозии в течение 10 лет. Разница заключалась в дисциплине обслуживания операторов: они ежегодно проверяли покрытие и подкрашивали царапины до того, как могла развиться ржавчина. Я также видел резервуары из нержавеющей стали-316, в которых в течение пяти лет образовывалась питтинговая коррозия на прибрежных объектах, где переносимые по воздуху хлориды воздействовали на пассивный слой.
Материал, который подходит для системы сбора дождевой воды в Мельбурне-мягкий климат, слегка кислая вода, умеренное воздействие ультрафиолета-может выйти из строя во влажных тропиках Сингапура или под палящим солнцем центральной Австралии. Выбор материала — это не выбор продукта; это проектное решение, требующее понимания среды обслуживания, которое выходит далеко за рамки того, что может предоставить брошюра любого производителя.
Нормативно-правовая база: кто чем управляет
Нормативный надзор за хранением воды сильно различается в зависимости от юрисдикции, и различия не просто административные,-они влияют на проектирование, стоимость и эксплуатационные требования.
В Австралии Сантехнический кодекс Австралии (PCA) устанавливает рамки хранения питьевой воды, при этом отдельные штаты добавляют свои собственные требования. В Новом Южном Уэльсе, например, действуют более строгие правила сбора дождевой воды, чем в Квинсленде, поскольку в 2004 году в штате произошла значительная вспышка болезни легионеров, вызванная плохо обслуживаемыми дождевыми резервуарами. Правила Нового Южного Уэльса теперь требуют определенных размеров ячеек на водозаборах и обязательных указателей на всех соединениях.
В Соединенных Штатах регулирование фрагментировано. Закон о безопасной питьевой воде регулирует общественные системы водоснабжения, но не распространяется напрямую на частные резервуары для хранения. Вместо этого штаты и муниципалитеты ввели свои собственные требования. Раздел 22 Калифорнии касается стандартов рециркуляции воды, которые влияют на системы хранения сточных вод. В Техасе, который является лидером в области сбора дождевой воды, нормативно-правовая база менее предписывающая.-решение о необходимости получения разрешений остается на усмотрение отдельных округов.
Урок заключается в том, что соблюдение требований – это не один флажок. Это процесс понимания конкретных требований юрисдикции, в которой будет установлен резервуар, и соответствующего проектирования.
Философия обслуживания
Я никогда не посещал объекты с хорошо обслуживаемыми-резервуарами и не обнаруживал, что программа технического обслуживания обходится дорого. Я посетил десятки объектов с плохо обслуживаемыми резервуарами и обнаружил, что цена отказа была непомерной. Арифметика несложная: стоимость структурированной программы технического обслуживания составляет небольшую часть стоимости замены или ремонта резервуара.
Мой подход основан на трёх простых принципах:
- Сначала проверьте, чего вы ожидаете. График технического обслуживания должен отражать фактические риски среды установки, а не какой-то один-календарь,-подходящий-для всех. Резервуар, находящийся в агрессивной среде, требует более частых проверок, чем резервуар в благоприятной среде.
- Во-вторых, очистите перед тем, как это понадобится. Накопление отложений следует удалять как минимум ежегодно, а в системах с высокой нагрузкой отложений – чаще. Стоимость очистки ничтожна по сравнению со стоимостью ухудшения качества воды.
- В-третьих, записывайте все. Я не могу переоценить ценность записей технического обслуживания. Они предоставляют данные, необходимые для установления тенденций и прогнозирования сбоев до их возникновения. Предприятие, имеющее записи о техническом обслуживании за 15 лет, точно знает, в каком состоянии находятся его резервуары. Предприятие, не имеющее записей, может только догадываться.
Роль умного мониторинга: второе мнение
Технология быстро совершенствуется. Ультразвуковые датчики уровня сейчас стоят менее одной-пятой того, что они стоили десять лет назад. Датчики проводимости, которые раньше использовались только в лабораториях, теперь продаются как устройства потребительского-класса.
Но наличие датчиков не избавляет от необходимости интерпретировать данные человеком. Датчики надежно измеряют то, для чего они предназначены, но они не понимают контекст. Я видел системы, в которых датчик уровня вызывал тревогу из-за падения потребления воды.-система интерпретировала снижение потребления как утечку. Реальность заключалась в том, что учреждение было закрыто на праздничную неделю. Датчик был правильным; интерпретация была неправильной.
Интеллектуальный мониторинг лучше всего рассматривать как оценку второго мнения-как проверку предположений, лежащих в основе ручной проверки. Оно не заменяет человеческое суждение; оно сообщает об этом. Наиболее эффективные системы сочетают автоматический сбор данных с плановыми ручными проверками, создавая перекрывающиеся уровни надзора.
Последнее наблюдение
Решение установить резервуар для хранения воды часто принимается с точки зрения защиты окружающей среды-и такое решение является законным. Сокращение спроса на коммунальные услуги, улавливание дождевой воды, которая в противном случае превратилась бы в сточные воды, и снижение потребления энергии являются реальными преимуществами.
Но основным оправданием хорошо спроектированной системы хранения данных- является ее эксплуатационная устойчивость. Способность продолжать работу в случае прерывания внешнего снабжения-будь то сбой в инфраструктуре, нормативное ограничение или стихийное бедствие- является реальным ценным предложением. Все остальное вторично.
Резервуар для хранения, который надежно работает десятилетиями, не является результатом одного-единственного правильного решения. Это совокупность множества хороших решений: о мощности, материалах, установке, управлении качеством воды, обслуживании и мониторинге. Каждое решение — это возможность повысить ценность или внести риск. Профессионалы, которые подходят к хранению как к проблеме системного проектирования,-а не к закупке продукции-, — это те, чьи резервуары будут продолжать работать, когда гарантия истечет, а производители уйдут.