طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب، فرآیندی است که طی آن مهندسین نسبت به شیب مورد نیاز و طراحی بهینهترین سیستم لولهکشی، اجرای منهول، لولههای زهکشی و نصب ایستگاه پمپاژ و… بمنظور جمع آوری پسابهای خروجی از ساختمانها و هدایت آنها به سمت چاه جذبی یا سیستمهای تصفیه فاضلاب هوازی اقدام می نمایند.
شبکههای جمع آوری فاضلاب، بایستی با توجه به رشد جمعیت و میزان فاضلاب تولیده شده، نامحدود باشند. در حال حاظر، با توجه به پژوهش های موجود در زمینه جمعیت شناسی و رشد جمعیت در ایران، بایستی میان برخی از سیستم های عمومی و شهری (از جمله: شبکههای فاضلاب، آبرسانی و…) با میزان جمعیت، تعادل و سازشی ایجاد گردد. در همین راستا، برای طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب، الگو هایی جهت:
- بهینه سازی و طراحی هدفمند و
- احداث اصولی این شبکهها و تاسیسات،
در نظر گرفته شده است. مسئله ای که مسلماَ دارای ارزش ها و پیامد های مثبتی می باشد. برای طراحی شبکههای جمع آوری فاضلاب و نشان دادن نحوه عملکرد و جهت کارکردی آن ها، از الگوریتم ها، برنامهها و نقشههای مهندسی مختلفی استفاده میشود تا دستیابی به نتایج مطلوب را تسریع بخشند. بهره گیری از استاندارد ها و الگوریتم های خاص برنامه ریزی شدهی پویا و کارآمد، شبکههای جمع آوری فاضلاب را با تفاوت هایی جزئی و ریز روبرو میسازد. البته همواره مهمترین اهمیت اجرای آن ها، انتقال فاضلاب به تصفیه خانهها است. موضوعی که در ادامه به چگونگی آن اشاره کاملی شده است.
شبکه فاضلاب به چه معناست؟
شبکه فاضلاب به جهت کاهش انتقال عوامل و فاکتور های مخرب به محیط زیست، طراحی شده است. اجرا و شکل گیری شبکه فاضلاب و تصفیه این سیالات آلوده، شامل مجموعه ای از:
- منهول و درب منهول،
- لولهها (انواع لوله پلی اتیلن دوجداره فاضلاب و…)،
- چربی گیرهای پلی اتیلنی و grp،
- سپتیک تانک ها (امور پیش تصفیهی سیالات فاضلابی) و پکیج های تصفیه فاضلاب صنعتی
- ایستگاه پمپاژ
و… می باشد که به جهت عدم بازگشت پساب و پسماند ها به محیط زیست استفاده می شوند. چنانکه انتشار و گسترش هرگونه بیماری، تخریب محیط زیست و… را به حداقل می رسانند. وابستگی و پیوستگی میان سیستم های مذکور، شرایط تخلیه فاضلابها و تخلیه آنها به منطقه یا ایستگاه مورد نظر را فراهم میسازد. عنصر اصلی شبکههای فاضلابی، درحقیقت لولههای انتقال دهنده و سیفون، منهول ها و… می باشند که لزوم وجود و استفاده آن ها در شبکههای جمع آوری فاضلاب، تحقق اهدافی نظیر:
- عملکرد صحیح و
- دستیابی به شبکه ای مطمئن و ایمن با راندمان بالا،
را میسر مینماید. شبکههای فاضلاب، بخش مهمی از تاسیسات یک شهر یا روستا محسوب می شوند که وظیفه جمع آوری یا انتقال فاضلابها تا تصفیه خانههای شهری را بر عهده دارند تا اهدافی همچون: ارتقاء سطح بهداشت عمومی و محیط زیست و توسعه پایدار را تامین نمایند. روشی که برای کاهش آلودگی های زیست محیطی، شدیداَ امیدوار کننده است. البته در صورتی که به شکل صحیح و بدون نقص، فاضلاب انسانی، شهری و… را منتقل کنند.
در ادامه مطلب، توضیحات مختصری در زمینه انواع شبکههای فاضلاب و اصول اولیه طراحی آنها آوره شده است.
انواع شبکه فاضلاب
شبکههای فاضلاب مدرن به صورت های مختلفی همچون:
- شبکههای فاضلاب بهداشتی،
- فاضلابهای طوفانی
- و سیستم های ترکیبی،
طراخی میشوند. طراحی هریک از این سیستمها، دارای شرایط خاص خود می باشد.
فاضلاب بهداشتی چیست؟
عملکرد سیستم فاضلاب بهداشتی بدین گونه است که فاضلاب را از منازل و مکان های متنوع مسکونی و تجاری، به تصفیه خانه حمل می کند. سیالات عفونی فاضلابهای بیمارستانی نیز در همین دسته جای دارند. لذا دفع و هدایت آنها، بایستی با حساسیت های زیادی صورت پذیرد. سیالات فاضلاب بهداشتی، به خودی خود بسیار خطرناک هستند. لذا توصیه میشود خانوارها از انداختن ته سیگار، پلاستیکها و… به درون چاههای سرویس های بهداشتی خودداری کنند. زیرا:
- از یکسو حالت خطرناکتری از ترکیب موادعفونی و عناصر دیگر بوجود آمده و فرآیند پیش تصفیه، سختتر میشود.
- و از سوی دیگر، وجود پلاستیک، ته سیگار، پوشک و… در فاضلابهای بهداشتی خانگی، میتواند موجب انسداد لولههای انتقال دهنده شود!.
تاسیس و طراحی شبکههای فاضلاب، غالباَ برای سه هدف عمده صورت گرفته است. 1) برای حمل و انتقال فاضلاب بهداشتی. 2) حفظ سلامت عمومی ؛ و 3) دسترسی به راه حلی برای کاهش یافتن اثرات مخرب زیست محیطی. البته عدم نفوذ شیرابههای فاضلابی به آبهای زیرزمینی و تهدید شدید سلامتی انسانها، از دیگر اهداف مهم برپایی سیستمهای انتقال جریانات فاضلابی بشمار میرود. (غالباَ اینگونه فاضلابها در ملکها، مکان های عمومی، مراکز درمانی، کاربریهای ادارهجاتی و… تشکیل می شوند)
محصولات مرتبط: دریچه منهول کامپوزیت
طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب سطحی
شبکههای فاضلاب طوفان یا فاضلابهای سطحی، با کارکرد انتقال و حمل آب باران و برف های در حال ذوب، مورد استفاده قرار می گیرند. بدینگونه که آبهای سطحی برآمده از آب باران را به نهرها و رودخانهها منتقل می کنند. روان آبهای سبک بیرونزده از کانیوهای شهری نیز بوسیلهی همین سیستم، جمع آوری و هدایت میشوند. این نوع شبکههای فاضلاب، آبهای نزولات جوی (باران و آبهای جمع آوری شده از بارش برف) را بدون تصفیه، مستقیماً به نهر ها و رودخانهها و… حمل می کنند. بههمین علت نباید در اینگونه شبکههای جمع آوری فاضلاب، زبالههای خطرناکی همانند:
- حلالها،
- رنگ و روغن موتور،
- مواد شیمیایی و آلی
و… وارد شود. درغیر اینصورت شاهد آلودگی گستردهی تالاب ها، دریاچهها و رودخانهها خواهیم بود. سپس در گام بعد، مطمئناَ پوششهای گیاهی رودخانه ای از بین رفته و شیوع بیماریها و مسمومیت در جانوران و انسانها نیز قریب الوقوع خواهد بود!!.
فاضلاب ترکیبی
طراحی فاضلابهای ترکیبی، حالت اجماع یافتهای از شبکههای فاضلاب بهداشتی و طوفانی است. یعنی از لولههای مشترکی برای حمل فاضلابهای طوفانی و بهداشتی استفاده می شود. البته طراحی اینگونه شبکهها، بسیار کاهش یافته است. چراکه به هنگام بارش های پی در پی باران و برف، عملکرد و کارکرد فاضلابها بیشتر شده و مدیریت انتقال آب های باران و فاضلاب بهداشتی دشوار خواهد بود.
طراحیهای مربوط به شبکههای جمع آوری فاضلاب، به همین دلیل غالباَ به صورت مجزا انجام میشود. هریک از شبکههای مجزای تعریف شده، دارای:
- عملکرد،
- الگو و
- مقصود متفاوتی
هستند تا فاضلاب های تولیدشده را به صورت نسبتاَ تفکیک شده، حمل کنند.
انواع فاضلاب و راه دفع آنها
انتخاب نوع دفع فاضلاب به پارامترهایی نظیر:
- نوع فاضلاب و میزان آلودگی و مخاطرات،
- جنس خاک،
- نوع زمین،
- سطح آب زیر زمینی منطقه،
- در دسترس بودن سیستم فاضلاب شهری،
و غیره بستگی دارد. بطور مثال باید گفت:
دفع فاضلابهای ورودی به شبکه جمع آوری فاضلاب، میتواند بر اساس خاک منطقه متفاوت باشد. در مناطقی که خاک آن به میزان کافی دارای شن و ماسه یا خرده سنگ باشد، چاه جذبی حفر میشود. ضمناَ در مناطقی که خاک آن حاوی رس فراوان باشد، سپتیک تانک بکار گرفته میشود. برای زمینهای با خاصیت باتلاقی و یا دارای سطح آب زیر زمینی بالا نیز از سپتیک تانک استفاده می گردد.
انواع فاضلاب تولیدی، بطور کلی شامل دو نوع «صنعتی» و «خانگی» می باشد:
- فاضلابهای صنعتی: این نوع فاضلابها در پی فعالیت صنایع و کارخانهها تولید میگردد. فعالیتهای آشپزخانههای صنعتی نیز قابلیت تولید فاضلابهای صنعتی را دارند. چراکه مواد شیمیایی و سمی متعددی داشته و راه دفع آن ها، تعبیهی چربی گیر یا تصفیه خانه صنعتی می باشد. غالباَ فاضلابهای مراکز صنعتی بزرگ، با استفاده از سایزهای بزرگ لوله کاروگیت فاضلاب، جمع آوری و هدایت میشوند.
- فاضلابهای خانگی: شامل فاضلاب سنگین و سبک است که نوع سنگین آن ها برآمده از توالت است. بهترین روش دفع آن ها، تعبیهی چاه جذبی است. ضمن اینکه در نوع سبک این نوع فاضلابها که حاوی سیالات آلودهی دستشویی، ظرفشویی، حمام و… است، اتصال به اگو ( شبکه جمع آوری فاضلاب شهری)، بهترین راهکار ممکن است. (چاههای سپتیک نیز میتواند در نظر گرفته شود)
تفاوت فاضلاب خانگی و صنعتی
بهجهت درک هرچه بهتر تفاوت های فاضلابهای صنعتی و خانگی، توجه به نکات زیر الزامیست:
- فاضلابهای صنعتی دارای خاصیت خورندگی بیشتری هستند. (بدلیل استفاده گسترده از عناصر و مواد شیمیایی در تولیدات صنایع)
- فعالیت کم میکروارگانیسم ها در فاضلابهای صنعتی.
- حداکثر خاصیت قلیایی یا اسیدی در فاضلاب های اسیدی که بیشتر در پسابهای صنایع دیده میشود.
- عناصر چربی و روغنی، بیشتر در فاضلابهای خانگی و رستورانی وجود دارد. گرچه در برخی از دسته بندیها، پساب تولیدی فودکورتهای بزرگ و آشپزخانههای صنعتی را در گروه فاضلابهای صنعتی به حساب میآورند. درمجموع استفاده از چربی گیر پلی اتیلن برای بخصوص رستورانها، به همین خاطر توصیه میگردد. (به جهت ارتقای کیفیت پسابهای فاضلابی)
- سیالات فاضلابی صنعتی، حاوی ترکیبات سمی بیشتری می باشند. لذا روند تصفیهی آنها باید با حساسیت بیشتری صورت پذیرد.
اصول اولیه و مهم طراحی شبکه فاضلاب
فاضلابهای انسانی یا شهری در اثر فعالیت های روزمره بشری از قبیل:
- شستشو،
- پخت و پز
- روان آب های محوطه حیاط،
- استحمام و آبهای خروجی سرویس های بهداشتی و…
به وجود می آیند. این فاضلابها به دلیل بار آلی و میکروبی زیاد، بسیار خطرناک می باشند. استفاده از شبکه جمع آوری فاضلاب به منظور انتقال این جریانات به تصفیه خانه انجام می گیرد. درحقیقت میتوان گفت که:
با کمک شبکه جمع آوری فاضلاب و تصفیه خانهها، میتوان آب را به چرخه محیط زیست بازگرداند. طراحی این شبکهها، نقشی حیاتی در محیط زیست، توسعه شهرها و کاهش یافتن آلودگیها و بیماریها دارد.
هنگام طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب ثقلی، محاسبه عواملی نظیر:
- میزان دبی،
- شیب و سایز خط لوله و
- محل استقرار منهول پلی اتیلن،
دارای اهمیت می باشد. بطور کلی با محاسبه دقیق این موارد می توان سرعت انتقال فاضلابها را کنترل نمود. با این وجود، لازم است برای به حداقل رساندن آلودگی و خسارت ها، زندگی خوب و ایجاد رفاه و آسایش عمومی، شبکههای فاضلاب به درستی طراحی گردند تا فاضلاب ها به شیوهای مناسب، به سمت تصفیه خانهها فرستاده و تصفیه گردند. سیستم جمع آوری فاضلاب در اکثر جوامع، یکی از با ارزش ترین و بزرگترین داراییهای زیر ساختی است. مجموعه تأسیساتی که پیشرفت های مهم و قابل توجهی را برای سلامت عمومی به ارمغان آورده اند.
اما همواره این پرسش مطرح است که: برای طراحی آن ها، رعایت چه نکات و مراحلی مهم است؟!. همانگونه که گفته شد، عملکرد و نحوه انتقال و جمع آوری فاضلاب، وابسته به طراحی و نحوه احداث آن ها می باشد. گرچه که باید توجه داشته باشید که «خشت اول طراحی» را کج نگذارید. زیرا رعایت اولین گام و اقدامات در طراحی شبکهها، موجب پایداری و عمر طولانی مدت آنها میگردد.
مراحل طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب
مراحل و عوامل متعددی بر طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب تاثیر میگذارد. درحقیقت در طراحی آن ها، یک شبکه میتواند دارای چند فاز باشد که عبارت است از:
- فاز صفر (مرحله شناسایی).
- فاز یک (مرحله توجیهی).
- مرحله تشریحی یا فاز دو.
- و نهایتاَ فاز سه یا مرحله اجرایی.
طی فاز یا مرحلهی اجرایی، بهره برداری شبکه و نگهداری از سیستم در دستور کار قرار می گیرد. مراحل اجرایی که مهمترین فاز در شکل گیری سیستم جمع آوری فاضلاب است، شامل اقدامات عملیاتی زیر هستند:
- ترسیم مسیر لولهکشی فاضلاب
- خرید لوازم و تجهیزات ضروری
- محاسبه مقدار حجم فاضلاب ساختمان
- محاسبه مقدار حجم بارش باران
- انجام سایر محاسبات نهایی و انتخاب سیستم جمع آوری فاضلاب
- جانمایی رایزر ها
- سازیزینگ لولههای ونت فاضلاب
- سایزینگ و شیب بندی لولههای دفع فاضلاب
- شرایط زمین و توپوگرافی و…
این عوامل، همه و همه تعیین کنندهی چگونگی طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب می باشد. شبکههای مذکور بهعنوان سیستم های زیر ساختی مهمی در پروژههای عمرانی و مهندسی بزرگ شناخته میشوند. بطوری که به کمک آن ها، فاضلابهای تولیدشده در شهرها و حتی روستاهای پرجمعیت نزدیک شهرها، به شکل موثر و صحیح حمل و تخلیه می گردد.
دراختیار داشتن یک شبکه فاضلاب کارآمد، مرهون به کار گیری اصول اولیه تحقیقاتی در طراحی و فرآیند اجراء و احداث صحیح است. چنانکه رعایت این دو گام اساسی، موجب به عمل آمدن نتایج معکوس نمی شود؛ و در این صورت عملکرد ضعیف و ناکارآمد رخ نمیدهد. غالباَ طراحی سیستم های ناکارآمد، متاثر از طراحی اشتباه یا غیراصولی، نداشتن آگاهی و اطلاعات کافی در این زمینه و عدم درک صحیح نیازهاست.