Каковы различия между резервуарами для воды? Полное руководство по выбору

Основными типами резервуаров для воды являются секционные резервуары, резервуары из полиэтилена (пластика), резервуары из стекловолокна (GRP), бетонные резервуары, стальные резервуары и резервуары-дозаторы — каждый из них подходит для различной емкости, условий установки и требований к качеству воды. Среди них секционный резервуар для воды выделяется для коммерческого и промышленного применения в больших объемах, поскольку его можно собирать на месте в местах, где монолитный резервуар никогда не поместится, конфигурировать практически под любую емкость, а также расширять или перемещать без полной замены. Выбор правильного типа резервуара зависит от пяти ключевых факторов: требуемого объема хранения, доступного места для установки, стандартов качества воды, бюджета и ожидаемого срока службы.

Обзор: основные типы резервуаров для воды

Резервуары для воды имеют огромный диапазон размеров: от 200-литрового бытового полиэтиленового резервуара до Секционный резервуар из стеклопластика емкостью 500 000 литров обслуживает больничный комплекс. Шесть основных категорий различаются материалом, методом строительства, требованиями к установке и типичным применением:

Что такое секционный резервуар для воды и почему он широко используется?

Секционный резервуар для воды представляет собой модульную систему хранения, собранную из отдельных плоских панелей, чаще всего изготовленных из стеклопластик (GRP/FRP) или пищевая нержавеющая сталь — скрепляются болтами на месте с использованием безопасных для пищевых продуктов резиновых прокладок на каждом стыке. Стандартные размеры панелей обычно 0,5 м × 0,5 м или 1 м × 1 м , что позволяет изготовить резервуар практически любой прямоугольной или квадратной конфигурации, просто изменяя количество панелей в каждом измерении.

Критическим преимуществом перед монолитными резервуарами является доступ . Потому что каждая панель проходит через стандартный дверной проем ( панели весят всего 3–8 кг каждая. ), секционные резервуары можно устанавливать в машинных помещениях, на крышах, подвалах и в технических помещениях, куда никогда не сможет добраться предварительно сформированный резервуар эквивалентного объема. Например, секционный резервуар емкостью 100 000 литров можно полностью собрать с помощью Дверной проем 900 мм × 2100 мм — подвиг, невозможный для цельного танка такого размера.

Секционные резервуары являются стандартным решением для хранения холодной воды в коммерческих зданиях, больницах, гостиницах, школах и центрах обработки данных в Великобритании, на Ближнем Востоке, в Юго-Восточной Азии и за ее пределами. Они изготовлены в соответствии с БС ЕН 13280 (стеклопластиковые танки) и WRAS (Консультативная схема по водным правилам) стандарты одобрения в Великобритании и эквивалентные стандарты NSF/ANSI 61 в Северной Америке.

Секционные резервуары из стеклопластика и секционные резервуары из нержавеющей стали

Два доминирующих материала для секционных панелей резервуара для воды — стеклопластик и нержавеющая сталь — каждый имеют свои преимущества. Выбор между ними определяется окружающей средой, требованиями к качеству воды, бюджетом и ожидаемой продолжительностью эксплуатации.

Секционные панели из стеклопластика (GRP)

Панели из стеклопластика являются наиболее широко используемым типом в мире. Они легкие( 3–8 кг на 1 м² панели ), устойчивый к коррозии, теплоизолирующий и экономичный. Внутреннее гелевое покрытие пищевого качества противостоит адгезии бактерий и предотвращает рост водорослей, если аквариум правильно накрыт и затенен. Секционные резервуары из стеклопластика обычно представляют собой На 20–40% дешевле чем эквивалентные конфигурации из нержавеющей стали, и имеют доказанный срок службы 25–50 лет с периодической заменой прокладок (рекомендуется каждые 10–15 лет).

Ограничением стеклопластика является его восприимчивость к УФ-деградации, если панели подвергаются воздействию прямых солнечных лучей без непрозрачной облицовки, и его нельзя использовать для хранения горячей воды выше 23°С в большинстве конструкций, одобренных WRAS.

Секционные панели из нержавеющей стали

Секционные резервуары из нержавеющей стали — обычно изготавливаются из нержавеющая сталь марки 304 или 316L — предпочтительны на фармацевтических предприятиях, предприятиях по производству пищевых продуктов и в любых приложениях, требующих самых высоких гигиенических стандартов. Марка 316L обладает превосходной стойкостью к хлоридам, что делает его предпочтительным материалом для прибрежных зон или там, где очищенная вода имеет повышенный уровень хлора. Панели из нержавеющей стали тяжелее ( 12–25 кг на м² ), но практически не поддается разрушению при нормальных условиях эксплуатации, а срок службы обычно превышает 50 лет .

Внутренняя поверхность панелей из нержавеющей стали обычно 2B или электрополированный до Ra ≤ 0,8 мкм, что сводит к минимуму прилипание биопленки и упрощает проверку очистки — нормативное требование в фармацевтических и пищевых системах водоснабжения.

Как собираются секционные резервуары для воды

Процесс сборки секционного резервуара для воды следует определенной последовательности, которую обычно занимает бригада из двух человек. 1–3 дня для резервуаров объемом до 50 000 литров, в зависимости от количества панелей и условий доступа.

1. Установка базовой рамы: Конструктивная опорная рама из оцинкованной или нержавеющей стали выравнивается и крепится к полу или скату крыши. Таким образом распределяется полная водная нагрузка — резервуар емкостью 50 000 литров оказывает нагрузку на пол примерно 50 тонн (490 кН) — по всей несущей конструкции. Прежде чем приступить к монтажу, структурные расчеты должны подтвердить, что пол может выдержать эту нагрузку.
2. Размещение базовой панели: Панели пола укладываются на базовую раму и соединяются с помощью болтов из нержавеющей стали на фланцах панели, с резиновой прокладкой из пищевого этилен-пропиленового каучука или бутадиен-стирольного каучука, зажатой между каждым соединением для достижения водонепроницаемого уплотнения.
3. Монтаж стеновой панели: Боковые панели устанавливаются последовательно, обычно начиная с угла, при этом каждая панель крепится болтами к соседней и к фланцу базовой панели. Внутренние тяги или угловые опоры защищают стены от гидростатического давления в резервуарах большего размера.
4. Крепление панели крыши: Панели крыши завершают ограждение. Люк-лаз (минимум 600 мм × 600 мм согласно BS EN 13280) предусмотрен для доступа для осмотра и очистки. На этом этапе подключаются вентиляционные отверстия, оснащенные защитной сеткой от насекомых, и экранированная переливная труба.
5. Трубопроводные соединения: Впускные, выпускные, переливные и сливные соединения устанавливаются через предварительно просверленные отверстия в панели с использованием соединителей резервуара и компрессионных или фланцевых фитингов, одобренных WRAS.
6. Испытание воды и ввод в эксплуатацию: Бак наполняется медленно, чтобы проверить наличие утечек во всех соединениях. Из любого просачивающегося соединения сливают воду, прокладку осматривают и при необходимости заменяют, а соединение повторно затягивают. Процедура дезинфекции с использованием дозирование хлора до 50 мг/л в течение 1 часа (или в соответствии с требованиями местных органов водоснабжения) проводится до ввода резервуара в эксплуатацию.

Полиэтиленовые резервуары: жилищный и сельскохозяйственный стандарт

Резервуары из полиэтилена (полиэтилена), формованные методом ротационного формования, являются наиболее распространенным решением для хранения воды в домах, на фермах и на малых предприятиях. Изготавливается как единый бесшовный блок емкостью от От 100 литров до 50 000 литров , они не требуют сборки на месте и могут быть установлены одним человеком для небольших размеров.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) пригодны для пищевых продуктов, устойчивы к ультрафиолетовому излучению (обычно содержат 2–4% технического углерода в черных аквариумах, чтобы блокировать весь свет и предотвратить появление водорослей), и устойчив к большинству разбавленных химикатов. Стандартные полиэтиленовые баки несут Гарантия производителя 3–7 лет. с реалистичным сроком службы 10–20 лет в зависимости от воздействия ультрафиолета и качества воды.

Ключевым ограничением полиэтиленовых резервуаров является размер: цельные резервуары выше. 25 000–30 000 литров становятся непрактичными для транспортировки и установки, и именно здесь на смену приходят секционные резервуары.

Монолитные резервуары из стекловолокна (GRP): подземные и химические хранилища

Резервуары из стекловолокна укладываются вручную или наматываются одной деталью и являются основным выбором для хранения подземных вод, поскольку их коррозионная стойкость исключает риск деградации, вызванной почвой, которая влияет на стальные резервуары. Подземные резервуары из стеклопластика выдерживают давление грунтовых вод и рассчитаны на глубину залегания, обычно до 3,5 метра покрытия.

Их химическая стойкость делает их пригодными для хранения очищенной воды с высоким содержанием остаточного хлора или слабокислой или щелочной воды, которая может разъедать сталь или бетон. Производительность до 200 000 литров в одном судне доступны, хотя логистика и требования к кранам делают установку очень больших монолитных резервуаров из стеклопластика дорогой.

Бетонные резервуары: максимальная долговечность для муниципального применения

Железобетонные резервуары являются основой муниципальной инфраструктуры водоснабжения и используются для сервисных резервуаров, резервуаров с давлением разрыва и крупномасштабного сбора дождевой воды. Их основное преимущество – долголетие — хорошо сконструированные бетонные резервуары регулярно служат для 50–100 лет — а их термическая масса сохраняет хранимую воду прохладной, снижая риск роста бактерий.

Критическим требованием к техническому обслуживанию бетонных резервуаров является периодическая проверка и замена внутренней поверхности. Бетон является щелочным (рН ~ 12–13 в новом состоянии), что может временно повысить pH хранимой воды и выщелачивать кальций. Эпоксидные или цементные футеровки наносятся внутри для получения гладкой, химически инертной поверхности, соответствующей стандартам питьевой воды. Замена футеровки обычно требуется каждые 15–25 лет .

Стальные резервуары: пожаротушение и техническая вода

Сварные и болтовые стальные резервуары доминируют в хранении воды для пожаротушения и в крупных промышленных системах водоснабжения. Для систем пожаротушения стальные резервуары должны соответствовать таким стандартам, как NFPA 22 (США) или BS EN 1825 (Великобритания) , в которых указаны минимальные мощности, структурные требования и конфигурации всасывающих труб для подачи спринклеров и гидрантов.

Резервуары из углеродистой стали без покрытия агрессивно корродируют при контакте с водой, поэтому внутренняя защита имеет решающее значение. Опции включают в себя футеровка из эпоксидной каменноугольной смолы, наплавление стекла или катодная защита . Резервуары из нержавеющей стали (304 или 316) устраняют проблемы коррозии, но стоят дешевле. в 3–5 раз больше чем эквивалентные резервуары из углеродистой стали. Резервуары из горячеоцинкованной стали с болтовым соединением занимают промежуточное положение: они более устойчивы к коррозии, чем обычная углеродистая сталь, более доступны по цене, чем нержавеющая сталь, но ограничены pH 6–12 воды и срок службы 25–35 лет .

Резервуары-дозаторы и подушки: портативные аварийные и временные хранилища

Резервуары-дозаторы, также называемые резервуарами-подушками или луковыми резервуарами, представляют собой складные сосуды, изготовленные из армированного ПВХ или термопластичного полиуретана (ТПУ). Когда он пуст, Бак-дозатор емкостью 100 000 литров можно сложить в упаковку, достаточно маленькую, чтобы поместиться в пикап; в наполненном состоянии он самостоятельно стоит на ровной поверхности без жесткой оболочки.

Эти резервуары являются стандартным решением для Распределение воды для оказания помощи при стихийных бедствиях, военно-полевые операции и временное водоснабжение строительных площадок. . Время развертывания бака-дозатора емкостью 20 000 литров обычно не превышает 2 часа с двумя сотрудниками. Их покрытия, устойчивые к УФ-излучению, и материалы, сертифицированные NSF, делают их пригодными для хранения питьевой воды, хотя срок службы составляет 5–15 лет короче, чем резервуары жестких типов из-за усталости при изгибе и уязвимости к проколам.

Ключевые факторы при выборе между типами резервуаров для воды

Схема принятия решений по выбору типа резервуара для воды определяется пятью основными переменными. Их последовательное применение позволяет быстро исключить неподходящие варианты:

1. Требуемый объем хранилища

Для объемов под 25 000 литров , полиэтиленовый резервуар обычно является самым простым и экономичным вариантом. Между 25 000 и 500 000 литров , секционный резервуар из стеклопластика или нержавеющей стали обычно является предпочтительным выбором для надземной внутренней установки. за пределами 500 000 литров , сварная сталь, сталь на болтах или бетон становятся необходимыми.

2. Место установки и доступ

Если резервуар необходимо установить внутри существующего здания без больших проемов, секционный резервуар почти всегда является единственным жизнеспособным вариантом для объемов свыше 5000 литров. Для наружной наземной установки с доступом краном конкурентоспособными становятся монолитные или стальные резервуары из стеклопластика. Для подземной установки предпочтительнее использовать стеклопластик или бетон.

3. Качество воды и нормативные стандарты

Для хранения питьевой (питьевой) воды требуется сертификация WRAS, NSF/ANSI 61 или эквивалентного материала, допускающего использование пищевых продуктов. Для фармацевтической или пищевой промышленности требуется нержавеющая сталь с электрополированной поверхностью. Для воды для пожаротушения, которая не является питьевой, допускается более широкий диапазон материалов и облицовки.

4. Бюджет: капитальные затраты против стоимости всего жизненного цикла

Полиэтиленовые резервуары имеют самую низкую закупочную цену, но самый короткий срок службы. Бетонные резервуары имеют самую высокую первоначальную стоимость строительства, но самые низкие затраты за десятилетие в течение 50-летнего периода. Секционные резервуары из стеклопластика предлагают сильный баланс — умеренная закупочная цена, Срок службы 25–50 лет и низкие затраты на техническое обслуживание при своевременной замене прокладок. Следующее приблизительное сравнение затрат иллюстрирует компромисс для Надземный резервуар для питьевой воды емкостью 50 000 литров :

• Секционный резервуар из стеклопластика: Стоимость поставки и установки — 8 000–18 000 фунтов стерлингов (зависит от поставщика и региона)
• Секционный резервуар из нержавеющей стали: 20 000–45 000 фунтов стерлингов на поставку и установку.
• Сварной стальной бак: 12 000–25 000 фунтов стерлингов на поставку и установку, плюс периодические расходы на облицовку.
• Полиэтиленовый бак (если имеется в наличии такого размера): 5000–10 000 фунтов стерлингов, но срок службы ~ 10–15 лет.

5. Требования к будущему расширению

Если потребность в хранилище может увеличиться, секционный резервуар имеет уникальную возможность расширения — для увеличения мощности можно добавить дополнительные панели без замены существующей конструкции. Ни один другой тип танков не может быть практически расширен таким образом. Это делает секционные резервуары особенно привлекательными для растущих объектов, таких как поэтапно строящиеся отели, расширяющиеся центры обработки данных и развивающиеся промышленные площадки.

Техническое обслуживание секционного резервуара для воды: что должны делать операторы

Секционный резервуар для воды требует структурированного обслуживания для сохранения качества воды и структурной целостности. В Великобритании, HSG274 Часть 2 (Руководство по борьбе с легионеллой) Положения о водоснабжении (водопроводной арматуре) 1999 года устанавливают конкретные обязательства для операторов резервуаров для хранения холодной воды. Аналогичные требования применяются в большинстве юрисдикций в соответствии с национальными правилами питьевой воды.

Одним из наиболее важных эксплуатационных требований к секционным резервуарам холодной воды является поддержание температуры хранимой воды ниже 20°C всегда. Выше этого порога Легионелла пневмофила — бактерия, ответственная за болезнь легионеров, — может быстро размножаться, причем оптимальный рост происходит между 25°С и 45°С . Основными мерами борьбы являются изоляционные резервуары, расположенные в теплых технических помещениях или на открытых крышах, а также максимизация оборота воды для предотвращения застоя.

Определение размеров секционного резервуара: как рассчитать необходимую емкость

Правильный выбор секционного резервуара для воды позволяет избежать двойной проблемы: недостаточного размера (недостаточный запас во время пиковой нагрузки) и слишком большого размера (чрезмерный застой воды и риск легионеллы). Следующая схема применяется к коммерческому и промышленному хранению холодной воды:

• Расчет суточной потребности: Оцените ежедневное потребление воды в зависимости от типа жильцов. В типичном офисном здании используется примерно 40–60 литров на человека в день ; больница использует 200–400 литров на койку в сутки ; отель использует 150–250 литров на номер в сутки .
• Резервный срок хранения: Танк должен обеспечивать запас 24 часа пиковой ежедневной нагрузки как минимум или до 48–72 часа там, где перебои в поставках представляют собой риск (например, в удаленных местах или в инфраструктуре с одним источником питания).
• Двухкамерная конструкция: Для критически важных приложений (больницы, центры обработки данных) CIBSE и BS 8558 рекомендуют делить объем хранилища между два отделения одинакового размера поэтому его можно изолировать для очистки и технического обслуживания, не прерывая подачи питания. Это фактически удваивает количество необходимых панелей, но важно для объектов непрерывного обслуживания.
• Проверка оборота: Чтобы свести к минимуму риск застоя, полный объем бака следует заменить в течение 24 часа в нормальных условиях эксплуатации. Если ежедневная потребность составляет всего 10% от емкости резервуара, резервуар слишком велик, и срок хранения воды будет опасно долгим.

Для офисного здания на 500 человек с потреблением 50 литров на человека в день минимальная емкость резервуара будет составлять 500 × 50 = 25 000 литров за 24-часовой резерв. Двухкамерный секционный бак в 5 м × 2,5 м × 2,5 м Конфигурация (два отсека по 12 500 литров, расположенные рядом), собранная из стеклопластиковых панелей размером 1 × 1 м, отвечает этому требованию и удобно помещается в стандартном технологическом помещении.