Плывем по течению в 21 век

В период с 1990 по 2010 год город Коттонвуд, штат Аризона, США, расположенный во втором по темпам роста округе штата, почти удвоил свое население. Этот рост создал значительную нагрузку на стареющие и разрозненные системы водоснабжения, которые обслуживали 30 000 клиентов. Жители сталкивались с частыми отключениями воды, которые длились день или два, а также с нестабильным давлением и постоянными шумами гидроударов в своих домах.

Из-за быстрого роста сообщества управление водоснабжением города осуществлялось через комплекс из четырех отдельных частных систем водоснабжения, каждая из которых контролировала отдельные, а иногда и пересекающиеся зоны обслуживания. Хуже того, более мелкие предприятия по водоснабжению не были взаимосвязаны, что сводило на нет нормальную эффективность, обеспечиваемую единым интегрированным предприятием водоснабжения.

«Если муниципалитет не владеет системой водоснабжения в пределах своих границ, он не контролирует свою судьбу», — утверждает генеральный директор службы развития Коттонвуд Дэн Людер. «Частная компания водоснабжения беспокоится о прибыли и зарабатывании денег; город больше озабочен обеспечением и сохранением воды».

Для Коттонвуда необходимость решения проблемы экономии воды была особенно важной; Среднее количество осадков составляет всего 12 дюймов в год, поэтому город столкнулся с серьезными проблемами с водоснабжением. Ситуация еще больше осложнялась различиями в длине водопроводов и высоте водопроводной сети сельской общины. Например, один повысительный насос должен был перекачивать воду на расстояние почти 6300 погонных футов, а также на высоту 200 футов.

В 2005 году город разработал стратегию управления водными ресурсами, которая включала модернизацию системы водоснабжения с использованием эффективных технологий мониторинга, контроля и перекачки; Эта разработка стала возможной благодаря интеллектуальной, ориентированной на потребности технологии муниципальных насосов от Grundfos. Стратегия была разработана после того, как город приобрел частные компании водоснабжения, что привело к ряду проблем с трубопроводами и насосами.

Одной из первых задач Людера была интеграция этих отдельных систем водоснабжения, представляющих примерно 10 000 подключений, в основном бытовых, в единое муниципальное коммунальное управление. В 2004 году город начал объединять частные системы водоснабжения и создать отдел водоснабжения, отвечающий за поставку и распределение воды через резервуары для хранения, 28 колодцев, пожарные гидранты, насосы и счетчики воды.

План города также предусматривал включение в состав коммунального департамента отдела сточных вод, который ранее работал как отдельное подразделение. Это подразделение управляет сооружением по очистке сточных вод производительностью 1,5 миллиона галлонов в день, пятью канализационными подъемными станциями, 48 милями системы сбора и около 80 акрами территории повторного использования сточных вод.

«Нам пришлось соединить эти автономные, независимые сети вместе и объединить их в одну взаимосвязанную систему», — объясняет Людер. «Мы проделали большую работу по выявлению зон давления. Это был интересный опыт, который фактически перенес нас из 20-го века в 21-й век в области водоснабжения и доставки воды».

Большинство насосов в существующей городской распределительной системе представляли собой прямоточные насосы с постоянной скоростью, которые перекачивали колодезную воду в накопительный резервуар, а затем на станции технического обслуживания и в отдельные населенные пункты. Насосы с фиксированной скоростью не только обеспечивали скачки давления, но и не могли обеспечить дополнительное давление; насосы либо были выключены, либо работали на максимальной скорости.

Например, если давление в гидропневматическом накопительном резервуаре упадет ниже 50 фунтов на квадратный дюйм (фунт на квадратный дюйм), сработает насос и пополнит резервуар примерно до 75 фунтов на квадратный дюйм. Из-за этого перепада давления в трубах произошло изменение давления на 25 фунтов на квадратный дюйм, что привело к нагрузке на трубопроводы и преждевременному их старению, многие из которых были построены в 1930 году.

При длине около 100 миль труб в системе постоянный скачок давления и гидравлический удар привели к значительным затратам города на утечки и капитальный ремонт: до пяти-семи утечек в неделю на магистральной линии, в дополнение к одной или двум утечкам в линии обслуживания.