طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

فاضلاب انسانی یا شهری در اثر فعالیت‌های روزمره از قبیل شستشو، پخت و پز، استحمام و موارد مشابه دیگر به وجود می‌آیند و به دلیل بار آلی و میکروبی بالا، بسیار خطرناک هستند. استفاده از این شبکه؛ به منظور انتقال این فاضلاب به تصفیه خانه انجام می‌گیرد و با کمک شبکه جمع آوری و تصفیه خانه می‌توان آب را به چرخه محیط زیست بازگرداند.

در طراحی شبکه جمع آوری ثقلی فاضلاب، محاسبه میزان دبی، شیب و سایز خط لوله و محل استقرا منهول‌ها از اهمیت به سزایی برخوردار است.

به طور کلی با محاسبه دقیق این موارد، می‌توان سرعت انتقال فاضلاب را در شبکه جمع آوری کنترل نمود. سرعت کمتر از حد مجاز، سبب ته نشینی ذرات جامد و ایجاد بوی تعفن می‌شود  و سرعت زیاد آن، سبب ایجاد جریان آشفته و متصاعد شدن گازهای موجود در پساب می‌گردد.

 

تعاریف اولیه در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

به مجموعه فاضلاب تولیدی در مجتمع‌های مسکونی اعم از شهری یا روستایی که شامل فاضلاب دستشویی، حمام، شستشوی ظروف و لباس است، فاضلاب بهداشتی یا انسانی اطلاق می‌شود.

جمع آوری فاضلاب بهداشتی و انسانی به دلیل میزان آلودگی بسیار بالا و میکروارگانیزم‌های بیماری زا، یکی از ضروری‌ترین مسائل زندگی شهری و روستایی است.

این پساب می‌تواند عامل انتقال بسیاری از بیماری‌ها به انسان باشد و دفع و تصفیه اصولی آن به وسیله شبکه جمع آوری، امروزه به عنوان یکی از زیرساخت‌های پایه در هر مجتمع شهری محسوب می‌گردد.

شبکه جمع آوری فاضلاب در واقع به منظور انتقال کلیه پساب‌های انسانی موجود در شهرها به محل تصفیه خانه احداث می‌گردد.

مهمترین عوامل در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

فاضلاب بهداشتی به دلیل ماهیت تولیدی آن دارای جامدات معلق، چربی و ذرات قابل ته نشینی زیادی هستند که این ذرات و چربی‌ها می‌توانند باعث گرفتگی یا انسداد خط لوله در شبکه جمع آوری شوند. به علاوه به دلیل بار آلی بسیار بالای فاضلاب بهداشتی، امکان به وجود آمدن شرایط بی‌هوازی و تولید گاز H2S که بسیار بدبو و متعفن است، وجود دارد.

مهمترین عواملی که در طراحی شبکه جمع آوری ثقلی لازم است مد نظر قرار گیرد، شامل موارد ذیل است:

۱- دبی یا میزان تولید فاضلاب بهداشتی در هر یک از واحدهای مسکونی.
۲- اختلاف ارتفاع میان تصفیه خانه و محل‌های جمع آوری.
۳- نقشه شهر یا روستا و محل هایی که به منظور خط  لوله این شبکه در نظر گرفته شده است.
۴- محاسبه میزان دبی نشداب و روان آب‌ها در شهر یا روستا.

با در نظر گرفتن کلیه موارد فوق می‌توان یک شبکه جمع آوری ثقلی را طراحی کرد. در این شبکه سرعت انتقال فاضلاب در درون خط لوله از اهمیت به سزایی برخوردار است و این سرعت در درجه اول به میزان دبی و در درجه دوم به شیب خط و سایز لوله بستگی دارد.

سرعت انتقال فاضلاب در شبکه باید به نحوی طراحی گردد که ذرات جامد موجود در آن، زمان لازم برای ته نشین شدن را نداشته باشند. از سوی دیگر این سرعت نباید به حدی زیاد باشد که جریان سیال درون خط لوله را به حالت آشفته (Turbulence) در آورده که باعث خروج گازهای بدبو در شبکه انتقال و جمع آوری فاضلاب شود.

 

محاسبه میزان دبی در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

دبی یا میزان تولید فاضلاب بهداشتی در یک شبکه انتقال، در قدم نخست به میزان جمعیت شهر و همچنین افق افزایش جمعیت، وابسته است. از آنجایی که هر نفر به طور متوسط در شبانه روز بین ۱۱۰ لیتر تا ۱۵۰ لیتر فاضلاب در اثر فعالیت‌های روزمره خود تولید می‌کند؛  با استفاده از این عدد و در نظر گرفتن میزان جمعیت شهر در ساله‌ای آتی مثلا ۲۰ تا ۳۰ سال آینده، می‌توان دبی تولید فاضلاب را محاسبه کرد.

جدول میزان تولید فاضلاب در جوامع شهری ایران:

 

نوع مصرف	لیتر به ازای هر نفر در روز	لیتر به ازای هر نفر در روز (متوسط)
حمام	۲۵ تا ۵۰	۳۸
لباسشویی	۱۰ تا ۲۰	۱۵
ظرفشویی	۵ تا ۱۵	۱۰
دستشویی و توالت	۲۰ تا ۳۰	۲۵
کولر و تهویه مطبوع	۲ تا ۵	۳
متفرقه	۳ تا ۵	۴
جمع	۶۸ تا ۱۳۵	۱۰۱

 

منبع: نشریه وزارت نیرو

علاوه بر این مقدار؛ میزان دبی روان آب‌ها که در اثر بارش باران، آب‌های شستشوی زمین و یا فعالیت‌های صنعتی و نیمه صنعتی در حومه شهر تولید می‌شود و همچنین میزان دبی نشداب‌هایی که ممکن است به شبکه جمع آوری اضافه گردد را نیز باید به مقدار دبی افزود.

علاوه بر موارد فوق، باید در نظر داشت که فاضلاب تولیدی در مناطق شهری در برخی از ساعات روز در اوج (max) بوده و در برخی از ساعات به حداقل خود می‌رسد. به عنوان مثال حداکثر تولید پساب در ساعات اولیه روز و از ساعت ۷ الی ۹ صبح و یا در ساعات اولیه شب بین ساعت ۱۹ الی ۲۲ است.

بنابراین به منظور اندازه گیری دقیق دبی حداکثر تولید، ضریب پیک (اوج) تولید پساب اضافه شده و بر آن اساس دبی شبکه، جمع آوری و انتخاب می‌شود.

 

شیب و سایز خط لوله در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

مساله مهم در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب، سرعت انتقال آن است. انتخاب این سرعت از آنجایی اهمیت دارد که شبکه جمع آوری به صورت ثقلی طراحی و اجرا می‌شود و لذا از شیب زمین به منظور انتقال استفاده می‌گردد.

در برخی نقاط که شیب زمین مناسب نمی‌باشد، خط لوله در عمق بیشتری دفن می‌شود. به همین دلیل، شیب مد نظر برای طراحی این شبکه باید همیشه در هنگام اجرا لحاظ گردد.

پارامتر مهم دیگر سایز خط لوله در شبکه جمع آوری فاضلاب است. پس از اینکه انشعابات از مناطق شهری توسط خطوط لوله جمع آوری شدند، وارد خطوط اصلی یا همان شاه لوله‌ها شده و به تصفیه خانه فاضلاب منتقل می‌شوند.

توجه داشته باشید که هرچه سایز لوله بزرگ‌تر باشد، میزان دبی بیشتری را می‌توان به وسیله آن انتقال داد. بر این اساس محاسبه میزان دقیق سایز لوله با در نظر گرفتن شیب خط و دبی فاضلاب در شبکه جمع آوری انجام می‌گیرد.

نقشه مسیر شبکه جمع آوری فاضلاب

با توجه به اینکه مناطق مسکونی بسیار پرتراکم بوده و خطوط انتقال گاز، آب و کابل برق، مخابرات و همچنین مسیرهای مترو و دیگر کانال‌ها در درون زمین حفر می‌گردند، انتخاب بهترین مسیر در شبکه جمع آوری ثقلی بایستی به دقت انجام شود.

همچنین  علاوه بر موانع مذکور، در طول خطوط انتقال در شبکه جمع آوری بایستی تعدادی منهول به فواصل مورد نیاز طراحی و اجرا شود تا در حین بهره برداری بتوان به وسیله آن‌ها عملیات فنر زنی و یا تخلیه شبکه را انجام داد.

این منهول‌ها در مواردی که اختلاف ارتفاع و یا اختلاف زاویه میان لوله ورودی و خروجی وجود دارد نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

جنس خطوط لوله در شبکه جمع آوری فاضلاب

انتخاب جنس لوله علاوه بر موارد فنی و مهندسی، به جنبه‌های اقتصادی طرح شبکه جمع آوری فاضلاب نیز بستگی دارد.

در حال حاضر شبکه جمع آوری فاضلاب در کشور ما به صورت خط لوله پلی اتیلن کاروگیت، اجرا می‌گردد. این لوله تحمل فشاری بالایی داشته که برای دفن در مناطق شهری مناسب است. به علاوه مانند تمامی لوله‌های پلی اتیلن، مقاومت عالی در برابر خوردگی و شرایط اسیدی یا بازی دارد. همچنین سبک بودن و اجرای راحت و آسان، از دیگر مزایای این نوع لوله به شمار می‌رود.

استفاده از لوله‌های بتنی و یا فلزی، معمولا برای سایزهای بسیار بزرگ یا همان شاه لوله‌ها، مقرون به صرفه‌تر هستند. در برخی موارد نیز کانال‌های بتنی به دلیل صرفه اقتصادی، جایگزین لوله‌های شبکه جمع آوری شده اند.

 

نتایج استفاده از شبکه جمع آوری فاضلاب

امروزه با توجه به کاهش بارش‌ باران و برف، افزایش جمعیت شهری و همچنین رشد صنعت و کشاورزی، بیش از پیش کشور ما با مساله خشکسالی مواجه شده است.

یکی از راه‌های مقابله با خشکسالی و کمبود آب که در بسیاری از کشورهای توسعه یافته تجربه گردیده است، استفاده مجدد از فاضلاب یا پساب و بازگرداندن آن به چرخه محیط زیست است.

در کشور ما از دیرباز به منظور دفع فاضلاب شهری از چاه‌های جاذب استفاده می‌گردید. اما امروزه مطالعات نشان داده که این روش علاوه بر ایجاد آلودگی‌های شدید در خاک، به آب‌های زیر زمینی نیز آسیب زده است و غلظت بالای یون نیترات در بسیاری از منابع زیر زمینی، گواهی بر این مدعاست.

شبکه جمع آوری فاضلاب در کنار تصفیه خانه می تواند نتایج زیر را به وجود بیاورد:

۱- جلوگیری از انتقال آلودگی و رشد میکروارگانیزم‌ها در محیط شهری
۲- عدم آلودگی منابع آب و خاک توسط فاضلاب
۳- امکان بازگرداندن فاضلاب به چرخه محیط زیست و مقابله با خشکسالی
۴- امکان تولید برق و کود شیمیایی از فاضلاب

 

طراحی، اجرا و نصب و راه اندازی انواع خطوط انتقال، شبکه جمع آوری فاضلاب، ایستگاه‌های پمپاژ و مخازن ذخیره بتنی فاضلاب در شرکت فنی مهندسی طرح و کار در سایزهای مختلف و به صورت پیمانکاری EPC انجام می‌گیرد.

همچنین لازم به ذکر است که طراحی شبکه جمع آوری با نرم افزار مهندسی Sewer CAD شبیه سازی شده و همچنین آیین نامه سازمان برنامه و بودجه مد نظر قرار می‌گیرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر همین حالا با تیم ما تماس بگیرید!