Bể Thu Nước Mưa Cho Trung Tâm Dữ Liệu: Thu Gom, Lưu Trữ Và Tái Sử Dụng
Tạo vào Hôm nay
Bể thu gom nước mưa cho trung tâm dữ liệu: Thu gom, lưu trữ và tái sử dụng
Bể thu gom nước mưa cho trung tâm dữ liệu được định cỡ dựa trên sản lượng thu gom so với tính thời vụ của lượng mưa, không chỉ dựa trên diện tích mái, và nước thu gom được xử lý theo tiêu chuẩn nhiệm vụ trước khi sử dụng. Các nhiệm vụ thực tế là nước bổ sung cho tháp giải nhiệt và các mục đích sử dụng nước không uống được; giá trị là nguồn cung cấp nhận biết thời tiết giúp thay thế lượng nước cấp từ thành phố và cải thiện cân bằng nước của cơ sở, bị giới hạn bởi tính biến động của việc thu gom và chi phí xử lý.
Giới thiệu
Thu hoạch nước mưa tại một địa điểm trung tâm dữ liệu bắt đầu bằng một quan sát đơn giản: một mái nhà lớn và bề mặt cứng thoát nước mà hiện đang được xả xuống cống, trong khi hệ thống làm mát lấy nước thành phố mà nó có thể thay thế một phần. Việc thu giữ lượng mưa đó biến một dòng xả thành một nguồn cung, và bồn chứa là tài sản giúp việc thu giữ trở nên hữu dụng, giữ lượng mưa thay đổi như một bộ đệm mà hệ thống có thể lấy từ đó.
Bài viết này đi qua chuỗi thu giữ và lưu trữ từ phía người mua. Nó bao gồm lượng nước mà một địa điểm thực sự có thể thu giữ, cách thể tích lưu trữ được thiết lập dựa trên tính mùa vụ của lượng mưa, cách hệ thống thu gom và bồn chứa được định cỡ, việc xử lý mà nước thu hoạch cần để đáp ứng nhiệm vụ, những nhiệm vụ nào có thể thực tế sử dụng nó, bức tranh về chi phí và bảo trì, cách thể tích thu hoạch được báo cáo, và những giới hạn và phản đối quyết định liệu hệ thống có đáng để xây dựng hay không.
Một địa điểm có thể thu giữ bao nhiêu nước
Việc thu gom bắt đầu từ lưu vực thu nước: diện tích mái và mọi bề mặt cứng được dẫn vào hệ thống, mỗi phần nhân với hệ số dòng chảy của nó và với độ sâu mưa, để cho ra sản lượng thể tích. Mối quan hệ hợp lý là sản lượng bằng diện tích lưu vực nhân với hệ số nhân với lượng mưa, và mái nhà chiếm ưu thế vì nó lớn, có hệ số cao và, do ở trên mặt đất, vẫn tương đối sạch. Bề mặt cứng bổ sung thể tích nhưng cũng bổ sung tải trọng.
Con số quan trọng không phải là tổng lượng hàng năm mà là sự phân bố trong suốt cả năm, bởi vì một hệ thống được thiết kế theo mức trung bình hàng năm sẽ thu được rất ít giá trị nếu mưa rơi thành vài trận lớn làm bồn chứa tràn. Do đó, lượng nước thu được được biểu diễn dưới dạng đường cong sản lượng theo tần suất mưa, từ đó lượng nước thu được khả dụng, sau khi trừ đi phần xả đầu dòng và tổn thất, được xác định. Một địa điểm ở vùng mưa nhiều sẽ thu được nhiều hơn nhưng biến động hơn; lượng nước thu được ở địa điểm khô hạn thì nhỏ hơn và phải được tính toán một cách trung thực dựa trên mức thiếu hụt mùa khô mà nó không thể bù đắp.
Thể tích lưu trữ so với tính mùa vụ của lượng mưa
Thể tích bồn chứa là bộ đệm giữa lượng thu gom biến đổi và nhu cầu ổn định, và tính mùa vụ quyết định điều đó. Một bồn lớn thu được nhiều hơn từ mỗi cơn bão và giúp địa điểm vượt qua các đợt khô hạn, với cái giá là vốn đầu tư và nước tù đọng cần xử lý; một bồn nhỏ thì rẻ nhưng tràn trong bão và cạn nước giữa các cơn bão. Việc định cỡ là sự cân bằng giữa tần suất thu gom, tốc độ nhu cầu và khả năng duy trì mà địa điểm mong muốn.
Cách tiếp cận tiêu chuẩn là khớp thể tích bể với nhu cầu trong khoảng thời gian giữa các cơn bão theo chu kỳ tái xuất đã chọn, sao cho thể tích bể đủ để cung cấp cho nhu cầu sử dụng giữa các đợt mưa. Ở những nơi mưa có tính mùa vụ, bể được định cỡ theo khoảng trống mùa khô, và lượng tràn mùa mưa được chấp nhận là phần nước thu gom không được sử dụng. Thể tích là một phép tính có thể kiểm toán từ đường cong sản lượng và biên dạng nhu cầu, không phải là một tỷ lệ của diện tích mái, và công suất xử lý được đặt theo lưu lượng rút nước, không phải theo đỉnh bão, do đó bể và dây chuyền xử lý được định cỡ trên các đường cong khác nhau.
Định cỡ hệ thống thu gom và bể chứa
Hệ thống thu gom bao gồm mái nhà và các rãnh thoát nước cứng được dẫn đến bể chứa, với một bộ chuyển hướng dòng chảy đầu tiên loại bỏ lượng nước chảy tràn ban đầu mang theo mảnh vụn tích tụ, và các lưới chắn tại cửa vào. Bản thân bể chứa là một bình chứa nước tiêu chuẩn được chỉ định cho chất lượng nước đầu vào, có kích thước theo mục hai, và được đặt ở vị trí có thể cấp nước cho nhiệm vụ bằng trọng lực hoặc máy bơm. Đối với một trung tâm dữ liệu, bể chứa thường được đặt gần nhà máy làm mát để rút ngắn đường ống tái sử dụng.
Việc tính toán kích thước bể cũng xem xét đến cách bố trí lưu lượng khai thác và tốc độ luân chuyển, bởi vì một thể tích nước tĩnh lớn có thể thúc đẩy sự phân tầng và hình thành màng sinh học nếu nước lưu lại quá lâu, do đó thiết kế phải khớp thể tích với lưu lượng khai thác thực tế và bao gồm hệ thống tuần hoàn hoặc luân chuyển khi cần thiết. Lựa chọn kết cấu, thép bulông hoặc thép hàn với lớp phủ phù hợp, dựa trên thể tích và tính chất hóa học của nước, và thông số kỹ thuật lớp phủ, được tham chiếu theo AWWA D102 đối với thép hàn, bảo vệ nền vật liệu mà nước thu gom được nếu không sẽ ăn mòn. Bể chứa là tài sản; hệ thống thu gom là thứ giúp duy trì nguồn cấp và giữ cho bể luôn sạch.
Xử lý theo tiêu chuẩn nhiệm vụ
Nước mưa thu hoạch không uống được và không được giả định là sạch; nó được xử lý theo tiêu chuẩn của nhiệm vụ mà nó phục vụ. Đối với nước bổ sung cho hệ thống làm mát, việc xử lý tuân theo chương trình nước làm mát: sàng lọc và lắng cho chất rắn thô, lọc cho chất rắn lơ lửng, và khử trùng, thường là bằng chất diệt khuẩn oxy hóa, đối với tải lượng vi sinh vật mà nước tù đọng thúc đẩy, với kiểm soát dinh dưỡng ở nơi lưu vực góp phần vào. Hướng dẫn ASSP 3 về xử lý nước hệ thống làm mát định hình các thông số.
Tiêu chuẩn nhiệm vụ là quy cách bổ sung từ chương trình làm mát, và dây chuyền xử lý được thiết kế theo lưu lượng thu gom, một dòng chảy ổn định, thay vì đỉnh bão. Cổng chất lượng xác nhận nước đã xử lý đáp ứng giới hạn bổ sung trước khi vào bể nhà máy, và logic tương tự áp dụng cho bất kỳ nhiệm vụ không uống được nào mà nước phục vụ. Chi phí xử lý tỷ lệ với tải lượng mà lưu vực thu gom đưa vào, vì vậy lưu vực mái sạch hơn cần dây chuyền nhẹ hơn so với lưu vực đường, và thiết kế nêu rõ những dòng nào cấp vào bể.
Những nhiệm vụ nào có thể sử dụng nước mưa thu hoạch
Các nhiệm vụ thực tế là nước không uống được. Nước bổ sung cho tháp giải nhiệt là phù hợp nhất và lớn nhất, vì đây là mục đích sử dụng nước không uống được với khối lượng lớn, có chương trình xử lý có thể được thiết lập theo thành phần hóa học của nước thu gom, và nó trực tiếp thay thế lượng nước cấp từ thành phố mà cơ sở muốn giảm nhất. Tưới tiêu và sử dụng cho cảnh quan, rửa xe và các dịch vụ nước không uống được nói chung là những lựa chọn phù hợp nhỏ hơn nhưng đơn giản ở những nơi có hệ thống phân phối nước không uống được.
Nước thu hoạch không được làm điều gì là xâm nhập vào bất kỳ thứ gì có thể uống được hoặc bất kỳ nhiệm vụ nào mà thông số kỹ thuật cấm nó, và hệ thống được lắp đặt đường ống và dán nhãn để hai bên không bao giờ trộn lẫn. Việc lựa chọn nhiệm vụ cũng thiết lập mức xử lý, bởi vì nước bổ sung làm mát chấp nhận được một dòng công nghiệp đã qua xử lý trong khi một mục đích sử dụng nhạy cảm hơn sẽ đòi hỏi nhiều hơn. Chỉ số WUE của Green Grid nắm bắt được lợi ích khi lượng nước bổ sung được thay thế được báo cáo, bởi vì khối lượng thu hoạch được đưa đến nhiệm vụ làm mát chính xác là lượng nước thành phố mà nó loại bỏ khỏi cân bằng của cơ sở.
Chi phí và bảo trì
Bài toán chi phí gồm hai phần: vốn cho bồn chứa, mạng lưới thu gom, xử lý dòng chảy đầu và xử lý nước, cùng chi phí thường xuyên cho năng lượng, hóa chất xử lý và bảo trì. Phần bù trừ là lượng nước cấp thành phố được thay thế, tính theo giá nước địa phương, cộng với bất kỳ khoản phí xả nước mưa nào được tránh khi việc thu gom làm giảm gánh nặng dòng chảy của khu vực. Thời gian hoàn vốn phụ thuộc vào lượng nước thu gom được và giá nước, vì vậy một khu vực có lượng mưa cao và giá nước cao sẽ thu hồi chi phí nhanh hơn một khu vực khô hạn với nước giá rẻ.
Bảo trì là phần quyết định liệu hệ thống có tiếp tục hoạt động hay không. Bộ chuyển hướng dòng chảy đầu tiên và lưới chắn cần được làm sạch, bể chứa cần được kiểm tra định kỳ và loại bỏ bùn, hệ thống lọc và khử trùng cần được duy trì vật liệu lọc và liều lượng, và hiệu suất xử lý cần được giám sát theo giới hạn bổ sung. Một hệ thống thu gom nước mưa rẻ để xây dựng nhưng bị bỏ bê vận hành sẽ trở thành gánh nặng tù đọng; một hệ thống có quy trình bảo trì được nêu rõ và sản lượng được giám sát sẽ khẳng định vị trí của mình trong cân bằng nước của khu vực qua từng năm.
Báo cáo lượng nước thu hoạch
Báo cáo khép kín vòng lặp về việc liệu hệ thống có hoạt động hiệu quả hay không. Đo lường lượng nước thu hoạch được vào nghĩa vụ, tách biệt với lượng nước bổ sung từ thành phố, để lượng nước rút ra được thay thế là một con số rõ ràng, và báo cáo nó so với tổng lượng nước bổ sung làm mát để thấy được đóng góp. WUE của Green Grid được cải thiện khi lượng nước bổ sung thu hoạch được thay thế nước cấp, và báo cáo nên thể hiện cả mức tăng hiệu suất và tổng lượng nước thu được.
Cũng cần báo cáo hiệu suất thu giữ, tức tỷ lệ lượng nước mưa thực sự được lưu trữ và sử dụng so với lượng nước tràn ra, vì con số đó cho người vận hành biết bể chứa có được thiết kế đúng kích cỡ hay không. Một cơ sở chỉ báo cáo WUE mà không có lượng nước thu hoạch được sẽ che giấu nguồn gốc của mức tăng, và một kiểm toán viên đọc câu chuyện về nước muốn thấy lưu lượng nước thu hoạch được đo đạc, chứ không phải ước tính. Kỷ luật báo cáo chính là điều biến một bể thu hoạch nước mưa từ một tuyên bố xanh thành một sự giảm thiểu rủi ro nước được đo lường và có thể biện luận.
Giới hạn và các phản đối phổ biến
Các giới hạn trung thực quyết định việc có nên xây dựng hay không. Việc thu gom phụ thuộc vào thời tiết, vì vậy nước thu được không phải là nguồn cung cấp ổn định cho mùa khô; bồn chứa sẽ cạn khi mưa ngừng, và thiết kế phải nói rõ điều đó thay vì giả vờ ngược lại. Chi phí xử lý và tải lượng lưu vực quyết định mức độ rẻ thực sự của nước, và một lưu vực bị ô nhiễm hoặc có nhiều đường sá có thể khiến việc xử lý trở nên tốn kém. Không gian cho bồn chứa và mạng lưới thu gom là một hạn chế thực sự trên một khu đất chật hẹp.
Những phản đối phổ biến có thể giải đáp được nhưng không thể gạt bỏ. Gánh nặng xả thải đầu tiên và bảo trì là có thật và phải được bố trí nhân lực. Rủi ro chất lượng nước được quản lý bằng xử lý theo tiêu chuẩn nhiệm vụ và cổng kiểm soát chất lượng, không phải giả định là không có. Những lo ngại về thẩm mỹ và muỗi được giải quyết bằng bể có nắp đậy và lưới chắn. Kết luận công bằng là thu hoạch nước mưa có chỗ đứng ở nơi lượng mưa, biểu giá và không gian phù hợp, và ở nơi người vận hành cam kết bảo trì mà hệ thống cần; ở những nơi khác, đó là một giải pháp bổ sung, không phải một chiến lược, và cân bằng nước tại chỗ nên nói rõ điều đó.
Tính toán sản lượng lưu vực
Đầu vào | Định nghĩa | Nguồn | Tác động |
Diện tích mái | Diện tích sàn xây dựng | Khảo sát | Sản lượng sạch lớn nhất |
Hệ số | Mái / bề mặt cứng C | Bề mặt | Quy mô sản lượng |
Độ sâu mưa | Hàng năm / theo sự kiện | Dữ liệu cục bộ | Điều khiển thể tích |
Sản lượng | Lượng mưa A.C. | Tính toán | Thu gom |
Tổn thất nước xả đầu tiên | Chuyển hướng ban đầu | Thiết kế | Giảm khả năng sử dụng |
Khả dụng | Sản lượng trừ tổn thất | Lưới | Cấp nước cho bể |
Cơ sở định cỡ lưu trữ
Yếu tố | Bộ | Đánh đổi | Cơ sở |
Tần suất thu gom | Tần suất làm đầy | Khoảng trống mùa khô | Đường cong sản lượng |
Tốc độ nhu cầu | Lượng nước rút ra mỗi kỳ | Mức hạ thấp của bể chứa | Hồ sơ phụ tải |
Khả năng vượt qua | Số ngày khô được đáp ứng | Vốn so với an ninh | Tần suất lặp lại |
Công suất xử lý | Lưu lượng rút, không phải đỉnh | Chi phí | Dòng chảy ổn định |
Tính mùa vụ | Tách ướt / khô | Chấp nhận tràn | Khoảng trống mùa khô |
Giới thiệu về Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd.) thiết kế và chế tạo bồn chứa bằng thép bu lông, bồn thép hàn, bồn phủ epoxy liên kết nóng chảy, bồn mạ kẽm, bồn thép không gỉ, bình áp lực, mái vòm trắc địa bằng nhôm và mái nổi. Công ty có hơn 30 năm kinh nghiệm sản xuất và đã cung cấp thiết bị cho các dự án tại hơn 100 quốc gia. Mái vòm trắc địa bằng nhôm được thiết kế và chế tạo theo API 650 Phụ lục G, AWWA D108, Sổ tay Thiết kế Nhôm, ASCE 7 và IBC, và công ty đã phát triển và xuất khẩu mái vòm nhôm đường kính 72 m vào năm 2023. Kỹ thuật, chế tạo, phủ, kiểm soát chất lượng và dịch vụ tại công trường được xử lý như một phạm vi thống nhất, đó là lý do tại sao các bản vẽ, cơ sở tính toán và phần cứng được giao có thể đối chiếu với nhau.
Câu hỏi thường gặp
Một địa điểm trung tâm dữ liệu có thể thu giữ bao nhiêu nước mưa?
Lượng thu gom là diện tích mái nhà và bề mặt cứng nhân với hệ số dòng chảy tương ứng nhân với độ sâu lượng mưa, và mái nhà chiếm ưu thế vì nó lớn, có hệ số cao và tương đối sạch. Con số khả dụng là sản lượng sau khi loại bỏ dòng chảy đầu và các tổn thất, được biểu diễn dưới dạng đường cong theo tần suất mưa thay vì một tổng số hàng năm duy nhất, bởi vì một bể có kích thước theo mức trung bình sẽ tràn trong các cơn bão và cạn nước giữa các cơn bão. Lượng thu gom của một địa điểm khô hạn nhỏ hơn và phải được tính toán kích thước một cách trung thực so với khoảng trống mùa khô mà nó không thể bù đắp.
Bể thu nước mưa nên có kích thước bao nhiêu?
Hãy xác định kích thước dựa trên sản lượng thu gom từ lưu vực so với tính mùa vụ của lượng mưa và nhu cầu cần cung cấp giữa các đợt mưa, chứ không chỉ dựa trên diện tích mái. Bể lớn hơn thu được nhiều nước hơn trong mỗi trận mưa và duy trì qua các giai đoạn khô hạn với chi phí vốn và chi phí xử lý nước tồn đọng cao hơn; bể nhỏ hơn thì rẻ nhưng dễ tràn và cạn. Thể tích là một phép tính có thể kiểm toán từ đường cong sản lượng và biểu đồ nhu cầu, và công suất xử lý được đặt theo lưu lượng tiêu thụ, không phải theo đỉnh của trận mưa.
Nước thu hoạch cần được xử lý như thế nào?
Đối xử với nó theo tiêu chuẩn nhiệm vụ, không phải theo giả định uống được. Đối với nước bổ sung làm mát, điều đó có nghĩa là sàng lọc và lắng, lọc chất rắn lơ lửng, và khử trùng, thường là một chất diệt khuẩn oxy hóa, đối với tải lượng vi sinh, với kiểm soát dinh dưỡng ở nơi lưu vực đóng góp, theo hướng dẫn xử lý nước hệ thống làm mát. Định cỡ dây chuyền theo lưu lượng thu hoạch, một dòng chảy ổn định, xác nhận nước đã xử lý đáp ứng giới hạn bổ sung qua một cổng chất lượng, và thiết lập dây chuyền nhẹ hơn cho lưu vực mái sạch so với lưu vực đường.
Nước thu hoạch có thể được dùng để bổ sung cho tháp giải nhiệt không?
Đúng vậy, và đây là lựa chọn phù hợp nhất: một nhiệm vụ tiêu thụ nước không dùng cho mục đích uống với khối lượng lớn, có chương trình xử lý nước có thể được thiết lập theo thành phần hóa học của nước thu hoạch, trực tiếp thay thế lượng nước cấp từ thành phố mà cơ sở muốn cắt giảm. Nước thu hoạch được xử lý theo tiêu chuẩn nước bổ sung và được đo lường đưa vào nhiệm vụ tiêu thụ, nhờ đó lượng nước cấp từ hệ thống chính được thay thế là một con số rõ ràng, có thể báo cáo và cũng cải thiện chỉ số WUE của cơ sở. Nước này tuyệt đối không được đi vào bất kỳ nhiệm vụ tiêu thụ nào dùng cho mục đích uống hoặc bị cấm, và hệ thống đường ống được dán nhãn để giữ tách biệt các dòng nước.
Thu hoạch nước mưa có đáng chi phí cho một trung tâm dữ liệu không?
Trường hợp này có vốn cho bồn chứa, thu gom, xả tràn đầu tiên và xử lý đối với nước cấp thành phố được thay thế theo biểu giá địa phương, cộng với bất kỳ khoản phí nước mưa chảy tràn nào được tránh. Thời gian hoàn vốn theo dõi lượng nước thu gom và giá nước, vì vậy các địa điểm có lượng mưa cao, giá nước cao sẽ thu hồi vốn nhanh hơn. Yếu tố quyết định là bảo trì: một hệ thống bị bỏ bê sẽ trở thành gánh nặng tù đọng, trong khi một hệ thống có quy trình được nêu rõ và sản lượng được giám sát sẽ xứng đáng với vị trí của nó. Ở nơi lượng mưa, biểu giá và không gian phù hợp với nhau và người vận hành cam kết bảo trì, nó sẽ có lãi; ở nơi khác, nó chỉ là một giải pháp bổ sung.
Khối lượng nước thu hoạch được báo cáo như thế nào?
Đo lưu lượng thu hoạch vào nhiệm vụ riêng biệt với lượng bổ sung từ thành phố để lượng rút thay thế là một con số rõ ràng, và báo cáo nó so với tổng lượng bổ sung làm mát để thể hiện đóng góp. Cũng báo cáo hiệu suất thu giữ, tỷ lệ sản lượng nước mưa được lưu trữ và sử dụng so với lượng tràn, vì điều đó cho thấy bể có được định cỡ đúng không. Mức tăng WUE nên được hiển thị cùng với khối lượng thu hoạch đã đo phía sau nó, không phải dưới dạng ước tính, để người kiểm toán đọc được mức giảm rủi ro nước đã đo lường.
Những phản đối phổ biến đối với việc thu hoạch nước mưa là gì?
Những phản đối công bằng là có thật: việc thu gom nước mưa phụ thuộc vào thời tiết nên không phải là nguồn cung ổn định cho mùa khô, chi phí xử lý và tải lượng lưu vực quyết định chi phí thực sự, và không gian cho bể chứa cộng với mạng lưới bị hạn chế ở những khu đất chật hẹp. Gánh nặng bảo trì, rủi ro chất lượng nước và những lo ngại về muỗi hay thẩm mỹ được giải quyết bằng một quy trình bảo trì có nhân viên phụ trách, xử lý theo tiêu chuẩn nhiệm vụ với cổng kiểm soát chất lượng, và một bể chứa có nắp đậy và lưới chắn. Việc thu hoạch nước mưa có chỗ đứng khi lượng mưa, biểu giá và không gian phù hợp và đơn vị vận hành cam kết bảo dưỡng; nếu không, đó chỉ là một nguồn bổ sung mà cân bằng nước cần phải nêu rõ như vậy.
Kết luận
Một bể thu gom nước mưa có chỗ đứng tại một khu trung tâm dữ liệu khi việc thu gom, lưu trữ và công suất sử dụng được tính toán cùng nhau thay vì phỏng đoán. Sản lượng thu gom so với tính mùa vụ của lượng mưa quyết định kích thước bể, chuỗi xử lý được thiết lập theo công suất mà nước thực sự phục vụ, và việc sử dụng thực tế, trên hết là bổ sung nước làm mát, chính là điều biến một ống thoát nước mưa thành một nguồn cung được đo lường thay thế lượng nước lấy từ hệ thống cấp nước đô thị.
Hai điều quyết định thành công là sự trung thực về giới hạn phụ thuộc thời tiết và một quy trình bảo trì giữ cho sản lượng đã xử lý nằm trong tiêu chuẩn. Hãy gửi cho chúng tôi diện tích mái và sân bãi cứng, lượng mưa địa phương và nhu cầu bổ sung nước làm mát, và chúng tôi sẽ trả lại sản lượng thu gom, thể tích lưu trữ và cơ sở xử lý mà bạn có thể đo đạc, báo cáo và bảo vệ.
Trao Đổi Với Đội Ngũ Kỹ Thuật Của Chúng Tôi
Hãy gửi nhiệm vụ, cơ sở thể tích, mã quản lý và các ràng buộc của địa điểm, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ phản hồi với một bản đặc tả mà nhà cung cấp có thể báo giá và người đánh giá có thể phê duyệt. Chúng tôi cũng sẽ nói rõ ràng với bạn khi một loại bồn khác hoặc một phạm vi khác là câu trả lời tốt hơn.
WhatsApp