فاضلاب شهری (فاضلاب انسانی) به علت داشتن مواد آلی، میکروارگانیسم های خطرناک و همچنین آلودگی زیاد باید از طریق شبکه جمع آوری پساب به تصفیه خانه منتقل شود تا پس از انجام فرایند تصفیه به محیط زیست و چرخه مصرف بازگردانده شود.
فهرست مطالب
شبکه جمع آوری فاضلاب
امروزه خطوط جمع آوری و انتقال آب و فاضلاب به یکی از قسمت های جدایی ناپذیر زیر ساخت هر مجتمع شهری تبدیل شده است. این شبکه از لوله های فاضلابی تشکیل شده است که برای انتقال انواع فاضلاب خانگی و غیرخانگی به تصفیه خانه ها، مخزن سپتیک تانک ها و … مورد استفاده قرار می گیرد.
شبکه جمع آوری پساب بهداشتی
وظیفه انتقال پساب انسانی به محل دفع را خطوط جمع آوری و انتقال آب و فاضلاب بهداشتی به عنوان بخشی از سامانه فاضلاب بر عهده دارد. گروه مهندسی مهاب در راستای حفظ سلامت عمومی و جلوگیری از پس زدگی فاضلاب و همچنین حفظ محیط زیست در مناطق شهری، طراحی و اجرای انواع شبکه جمع آوری فاضلاب متعارف و نامتعارف در پروژه های اداری، تجاری، شهری و صنعتی را بر عهده داشته و توسط کارشناسان خود در حفظ این امر می کوشد.
انواع شبکه جمع آوری فاضلاب متعارف
شبکه فاضلاب مجزا: در شبکه فاضلاب مجزا دو شبکه متفاوت فاضلاب طراحی و کار گذاری می شود که یکی برای جمع آوری روان آب های سطحی و دیگری برای انتقال فاضلاب بهداشتی مورد استفاده قرار می گیرد.
در واقع در این سیستم پساب های بهداشتی، تجاری و همچنین کارگاه ها و صنایعی که در محدوده شهری قرار دارند، جداگانه جمع آوری شده و اگر شبکه ای برای روان آب های سطحی مورد نیاز باشد به صورت جداگانه تعبیه می شود. شبکه فاضلاب مجزا عموما در مناطقی که تعداد روز های بارانی و دوره بازگشت باران زیاد نباشد، مورد استفاده قرار می گیرد.
جمع آوری فاضلاب به صورت مجزا
مزایا:
- کاهش جریان و در نتیجه نیاز به قطر کمتر لوله های شبکه
- اقتصادی بودن به دلیل تخلیه رواناب ها به رودخانه یا مسیل
- ارزان بودن عملیات پمپاژ به دلیل کمتر بودن حجم فاضلاب
- کم شدن هزینه های بهره برداری و ظرفیت پمپ ها
- کاهش بار هیدرولیکی ورودی به تصفیه خانه و سپتیک تانک ها و کنترل آسان تر
- امکان استفاده در صورت نیاز به انتقال فاضلاب بهداشتی و یا رواناب ها به صورت مجزا
- قیمت مناسب به دلیل سختی زمین و جنس ترانشه در مقابل فاضلابرو مشترک
- امکان دفع رواناب ها و آلوده نشدن آن به وسیله پساب
معایب:
- بیشتر شدن هزینه نگهداری و شستشو سیستم
- لزوم استفاده از مخازن شستشو در صورت نداشتن شیب مناسب فاضلابرو
- بالا بودن هزینه اولیه به دلیل استفاده از دوخط لوله برای انتقال فاضلاب و رواناب ها
- تامین نکردن سرعت مورد نیاز جهت شستشو برای جریان بدون بارش DWF
شبکه فاضلاب مرکب (مشترک): در این شبکه پساب ها و آب باران با یکدیگر جمع آوری می شود. هنگامی که در یک فاضلاب رو مرکب، جریان بدون رواناب سطحی باشد، جریان بدون بارش (DWF) به وجود می آید.
در شبکه فاضلاب مرکب فقط یک نوع مسیر فاضلابرو طراحی می شود، به این دلیل میزان و قطر فاضلابروها بیشتر از شبکه مجزا می باشد.
مزایا:
- رعایت استانداردهای زیست محیطی مربوط به دفع رواناب ها در آب های سطحی
- کم شدن بار آلی پساب بهداشتی به دلیل رقیق تر شدن با رواناب ها
- تخلیه فاضلاب به سیلابرو های موجود در صورت کم بودن حجم فاضلاب
- کاهش گرفتگی لوله ها به دلیل بزرگ‌تر بودن قطر آن ها
- کاهش هزینه ساخت و ساز و سهولت در بهره‌برداری شبکه و انتقال فاضلاب بهداشتی و رواناب ها
- استفاده در روزهای بارانی و کاهش نسبت جریان در مواقع بدون بارش
معایب:
- نبود فضای کافی به دلیل بالا بودن تراکم جمعیت
- بیشتر شدن بار هیدرولیکی وارد شده به تصفیه خانه
- بروز مشکلات در حمل و نقل و کارگذاری لوله ها به علت بالا بودن قطر آن ها
- افزایش اندازه تصفیه خانه و هزینه پمپاژ
- افزایش قطر فاضلابرو و عمق خاکبرداری برای تامین سرعت شستشو
- امکان بازگشت فاضلاب در بارش های شدید و پر شدن فاضلابرو ها
- لزوم تصفیه رواناب ها به دلیل آلوده شدن توسط فاضلاب
شبکه فاضلاب نیمه مرکب (نیمه مجزا): شهر های قدیمی دارای قسمت های قدیمی با کوچه های باریک و پهن می باشند. در این شهر ها شبکه فاضلاب نیمه مرکب مورد استفاده قرار می گیرد، به این صورت که فقط یک سری لوله کار گذاشته شده و فاضلاب بهداشتی و روان آب ها وارد همین مسیر فاضلاب شوند.
در این سیستم کانال های روبازی وجود دارد که در صورت افزایش رواناب ها، مقدار اضافی آن توسط کانال های روباز تخلیه شود. این نوع شبکه فاضلاب در روزهای بارانی کاربرد بیشتری دارد.
مزایا:
- تجزیه نشدن جامدات در فاضلابرو
- ساده بودن اتصال انشعابات منزل
- مناسب بودن قطر لوله ها
معایب:
- نیاز به ساخت سرریز برای رواناب های سطحی
- بالا رفتن هزینه پمپاژ و اندازه تصفیه خانه به دلیل وارد شدن رواناب ها به فاضلاب
- احتمال ته نشین شدن جامدات در فاضلابرو در مواقع بدون بارش
انواع شبکه جمع اوری فاضلاب نامتعارف
سیستم شبکه فاضلابرو ثقلی (با قطر کوچک): در سیستم شبکه فاضلابرو ثقلی مانند سیستم های مرسوم از جهت شیب زمین برای منتقل کردن فاضلاب استفاده می شود، اما با این فرق که قبل از فاضلاب روی ثقلی با قطر کم، یک سپتیک تانک قرار می دهند تا بخش عمده ای از مواد جامد فاضلاب را جدا کند. این کار باعث کاهش قطر لوله فاضلاب می گردد. در این سپتیک تانک دستگاه های اعلام خطر نصب می شود تا در صورت بالا آمدن سطح آب و بروز مشکل، عوامل مربوطه را مطلع سازد. لوله های مورد استفاده در این سیستم از جنس پلاستیک بوده و در عمق نسبتا کمی قرار می گیرند. این سیستم نیازی به دریچه منهول نداشته و فقط در بخش های که به جمع آوری، تعمیر یا تمیزکاری نیاز دارند قرار داده می شوند.
مزایا:
- کم کردن زمان و هزینه احداث شبکه
- تصفیه فاضلاب تا حدود کمی
- نیازی به حفاری و خاک برداری عمیق ندارد و با شیب های مختلف اجرا می گردد.
- بالا بردن سرعت در کارگذاری لوله ها
- سیستم SDGS که از اجزای منهول ها، دریچه های هوا (هواکش ها)، دریچه های بازدید، خطوط جمع کننده اصلی و فرعی سرویس رسان تشکیل شده است در مکان هایی که توپوگرافی زمین برای ورود فاضلابرو های متعارف ثقلی بسیار صاف و کم شیب اجرا می گردند.
- حداقل نیاز به منهول یا حذف منهول ها در نتیجه کاهش مقدار نشت آب
معایب:
- ضرورت تخلیه دوره ای لجن سپتیک تانک
- اگر سپتیک تانک ها پمپاژ نشوند، سیستم های SDGS در خطر گرفتگی قرار می گیرند.
- در صورتی که سپتیک تانک ها کاملا آب بندی نشوند، اتصال آنها به سیستم های SDGS جدیدالاحداث توصیه نمی گردد.
- فاضلابی که در سپتیک تانک ها توسط سیستم SDGS انتقال می یابند، می توانند مشکلاتی از قبیل بو و خوردگی را ایجاد کند.
- این گونه از سیستم ها زمانی که توپوگرافی زمین به گونه ای باشد که از ایستگاه های بالابر زیادی استفاده گردد، مقرون به صرفه نیست.
- مناسب نبودن برای انتقال پساب کارگاه های شهری به دلیل غلظت بالای شن و مواد معلق قابل ته نشینی
- در سراسر سیستم باید مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند لوله پلاستیکی استفاده گردد.
شبکه جمع آوری فاضلاب تحت فشار (PSS): در شبکه جمع آوری فاضلاب تحت فشار (PSS) به جای پیروی از ثقل، از نیرویی که توسط پمپ ها تولید می شود، استفاده می گردد. در این سیستم پس از جمع آوری فاضلاب مراکز تجاری و عمومی و فاضلاب های صنعتی در مخزن، فاضلاب ها توسط یک تلمبه خانه به خط اصلی جمع آوری فاضلاب منتقل می شود.
از کاربرد شبکه جمع آوری فاضلاب تحت فشار:
- مورد استفاده در مناطق با سطح بالای آب های زیر زمینی
- قابلیت استفاده در مناطقی با زمین های کاملا مسطح
- مورد استفاده در مناطق دارای پستی بلندی زیاد
- قابلیت استفاده در مناطقی با منازل پراکنده
- مورد استفاده در مناطق سنگلاخی
- قابلیت استفاده در منازلی با زیرزمین های گود
مزایا:
- نیاز نداشتن به ساخت منهول و جلوگیری از نفوذ و نشت آب های نفوذی
- نیاز نداشتن به شیب بندی
- کم شدن بار آلی و هیدرولیکی ظرفیت تصفیه خانه فاضلاب به علت استفاده از پمپاژ پساب سپتیک تانک
- کم شدن هزینه های احداث شبکه، شامل کاهش قطر
- کاهش حفاری و منهول
معایب:
- بالا رفتن هزینه های بهره برداری و نگهداری
- لزوم آموزش مردم
- نیاز به کادر متخصص و با تجربه برای بهره برداری
- سپتیک شدن فاضلاب در شبکه و ایجاد بوهای زننده و خوردگی
- نیاز داشتن به تجهیزات برقی و مکانیکی در نتیجه بالا رفتن مقدار مصرف انرژی
شبکه های ساده شده: در این سیستم جمع آوری فاضلاب شیب فاضلابرو ها به جای ضابطه حداقل سرعت، بر مبنای نیروی کششی می باشند. در سیستم شبکه های ساده شده، در راستای کاهش هزینه ها، تا جای ممکن فاضلابرو ها در پیاده رو ها نصب می شود تا بار سنگینی بر روی آن ها قرار نگرفته و ساده تر شود. این سیستم در مناطق شهری با تراکم بالا و کم درآمد و مناطق روستایی و شهری با درآمد بالا و همچنین مناطقی که قابلیت نصب سپتیک تانک وجود ندارد، مورد استفاده قرار می گیرد.
مزایا:
- استفاده از فاضلابروهایی با قطر کم
- استفاده در جوامع با تراکم زیاد
- استفاده از ترانشه هایی با عمق کم
معایب:
- نیاز به آشغالگیر در ورودی ها و تخلیه در هر دوره
- نیاز به احداث چربی گیر در داخل آشپزخانه
- مشکل در تخلیه آشغال در صورت ورود آن به شبکه
در طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب و پساب به صورت ثقلی SDGS نکات زیر را در نظر بگیرید:
- میزان فاضلابی که در زمان های تعیین شده از مجتمع ها و واحد های مسکونی، اداری و تجاری درون لوله های فاضلاب جاری می شوند.
- محاسبه میزان دبی آب های روان حاصل از شستشو ماشین ها، محوطه ها و… در شهر یا روستا
- در نظر گرفتن نقشه شهر یا روستا و محل هایی که به منظور اجرای خطوط لوله شبکه های فاضلاب تعیین شده اند.
- اختلاف میان دستگاه تصفیه پساب و تصفیه خانه و محل های جمع آوری فاضلاب
جنس لوله های شبکه فاضلابروها
لوله های پلی اتیلنی
لوله های پلی اتیلنی دارای مقاومت بالایی در برابر عوامل خورنده سیالات و خاک بوده و به همین علت به وفور مورد استفاده قرار می گیرند.از نظر تجاری لوله ای پلی اتیلن در سه دسته LDPE با وزن مخصوص کم، HDPE با زن مخصوص بالا و لوله های پلی اتیلن با وزن مخصوص متوسط در بازار موجود می باشد.
از نظر ساختاری هرچه وزن این لوله ها بیشتر باشد، مقاومت آن ها نیز بیشتر است. لوله های پلی اتیلنی گروه مهندسین مهاب در دو نوع تک جداره و دوجداره (کاروگیتی و اسپیرال) تولید شده و در زمینه شبکه جمع آوری فاضلاب، آبیاری و زهکشی مورد استفاده قرار می گیرد.
لوله های PVC (پی وی سی)
لوله های پی وی سی دارای وزن کمی بوده و حمل و نقل آنها آسان است. همچنین در برابر اکثر مواد خورنده موجود در خاک و آب و فاضلاب مقاوم می باشند.
لوله های جی آر پی (فایبر گلاس)
این لوله ها با توجه به نوع رزین مورد استفاده و شیوه ای که مسلح می شوند به چندین دسته تقسیم می شوند.مهمترین نوع این لوله ها GRP Glass Rienforced Plastic Pipe است که ساختاری کامپوزیتی از رزین، شیشه، الیاف و… دارد.
لوله های چدنی
لوله های چدنی در گذشته بسیار رایج بوده اما به دلیل وزن زیاد، امروزه بسیار کمتر در سیستم فاضلاب داخلی ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد.
لوله های بتنی
ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﺑﺘﻨﯽ ﮐﻪ ﺩﺭ ﺷﺒﮑﻪﻫﺎی ﺟﻤﻊﺁوﺭی و ﺧﻄﻮﻁ ﺍﻧﺘﻘﺎﻝ ﻓﺎﺿﻼﺏ و ﺁﺏ ﺑﺎﺭﺍﻥ ﻣﻮﺭﺩ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﻗﺮﺍﺭ ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ ﺩﺭ ﺩو ﻧﻮﻉ ﺳﺎﺩﻩ و ﯾﺎ ﻣﺴﻠﺢ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ.
محاسبه سایز لوله ها در طراحی شبکه جمع آوری و انتقال فاضلاب
برای محاسبه دبی یا میزان تولید فاضلاب انسانی و بهداشتی ابتدا باید جمعیت مستقر در مجتمع های مسکونی، مراکز اداری و تجاری، بیمارستان ها و مراکز درمانی و… را محاسبه کنید و سپس با توجه به این آمار حجم فاضلاب تولید شده در طی شبانه روز را بدست آورید. برای این کار باید بدانید که هر فرد در طول شبانه روز به طور متوسط حدود ۱۱۰ تا ۱۸۰ لیتر فاضلاب تولید می کند. با داشتن این اطلاعات می توانید دبی تولید فاضلاب را محاسبه کنید.
مراحل عملیات اجرایی و جمع آوری و انتقال آب و فاضلاب با لوله پلی اتیلن کاروگیت و منهول پلی اتیلن به روش حفاری ترانشه
حفاری
اولین مرحله حفاری می باشد که با توجه به عمق، عرض و شیب مسیر انجام می شود. این عملیات با در نظر گرفتن معیار های گفته شده و با توجه به پروفیل مسیر و شرایط محیطی می تواند به صورت دستی یا ماشینی انجام شود.
کنترل شیب کف کانال
در مرحله بعد، شیب طولی مسیر ها به وسیله دوربین ترازیاب کنترل می گردد و در شیب های طولی زیاد، می تواند تا ۳ متر کاهش یابد. فاصله ایستگاه ها هم به دلیل قرائت کدهای ارتفاعی و کنترل و پیاده سازی عموما ۶ متر تعیین می گردد.
بستر سازی کف کانال
پس از کنترل شیب، کف کانال را با مصالح شن شکسته (گراول) می پوشانند. ضخامت لایه به طور متوسط باید ۱۰ سانتی متر باشد، که ارتفاع مصالح با دستگاه در فواصل مختلف اندازه گیری می شود. این مرحله اهمیت زیادی دارد اگر شیب طولی به درستی ایجاد نشود و دارای شیب ناگهانی باشد ممکن است باعث بروز نشتی در محل اتصال لوله و کوپلینگ شود.
لوله گذاری
لوله های پلی اتیلن کاروگیت به وسیله کوپلینگ و واشر به یکدیگر متصل شده و با توجه اهمیت بالای نشت نداشتن پساب ها در قسمت های مربوط به اتصال لوله ها، درست اجرا شدن این عملیات به وسیله کارشناسان گروه مهندسین مهاب با بالاترین دقت انجام می گیرد.
شن ریزی روی لوله
بعد از اتصال لوله ها در شبکه انتقال و جمع آوری فاضلاب، دوباره با استفاده از شن شکسته اطراف و روی لوله ها را به صورت کامل و تا ارتفاع ۲۰ سانتی متر می پوشانیم.
بکفیل نهایی
پس از مراحلی که گفته شد، خاکریزی و بکفیل انجام می شود. برای این کار نباید از اجسام سخت موجود در خاک و سنگ ها استفاده شود. عملیات خاک ریزی با استفاده از خاک حاصل از حفاری و قسمت های باقی مانده از کانال، بعد از عملیات شن ریزی، انجام می شود.
اجرای منهول ها
منهول ها در هر ۲۵ متر از مسیر مستقیم خط فاضلاب و یا در محل تغییر مسیر آن، طراحی و اجرا می شوند. بعد از حفاری در مکان در نظر گرفته شده برای منهول ها کف محل مشخص شده رگلاژ شده و با بتن به ضخامت ۱۰ سانتی متر کف سازی می شود.
همچنین نقاط ورود و خروج و محل برشکاری مشخص شده و منهول های پیش ساخته با استفاده از نیروی انسانی یا جرثقیل کار گذاری می گردد. این منهول های پیش ساخته پلی اتیلن می باشند. بعد از نصب منهول در محل مربوطه، اطراف منهول ها توسط خاک های حاصل از حفاری و ملات شفته آهک، خاکریزی و تثبیت می شود.
