سیستم جمع آوری فاضلاب خانگی شهری و روستایی (اگو) را در پست های قبل به صورت مفصل توضیح دادیم. در این پست قصد داریم تا در مورد انواع سیستم جمع آوری فاضلاب صحبت کنیم. سیستم جمع آوری فاضلاب جزو بخش های مهم زیرساخت های هر شهر هست که در صورت بروز مشکل، زندگی ما را مختل خواهد کرد. حال در اینجا با انواع این سیستم ها آشنا خواهید شد.

در صورتی که برای اجرای سیستم فاضلاب خود به دنبال لوله هایی استاندارد و با کیفیت میگردید، لوله و اتصالات پلیکا (UPVC) ستاره پلیمر گلپایگان با نام تجاری امپراطور گلپایگان را به خاطر داشته باشید.

کلیات سیستم جمع آوری فاضلاب

شبکه های فاضلاب را از چند جنبه میتوان تقسیم بندی نمود که در زیر به اختصار مطرح میشود. اما پیش از ورود به این مبحث لازم است به حالت های مختلف هیدرولیک انتقال جریان در خطوط فاضلاب رو اشاره شود :
الف- جریان ثقلی نیمه پر :در این حالت، نیروی محرکه جریان نیروی ثقل بوده و جریان درون مجرا دارای سطح آزاد میباشد.
ب- جریان ثقلی در شرایط اضافه بار هیدرولیکی :در این حالت، نیروی محرکه برای انتقال جریان نیروی ثقل است. اما در قسمتی از شبکه به علت پس زدگی آب، ارتفاع بار هیدرولیکی در فاضلاب رو بالاتر از رقوم تاج مجرا قرار میگیرد و آن قسمت از شبکه به صورت پر و تحت فشار عمل میکند.
ج- جریان تحت فشار :در این حالت، نیروی محرکه اصلی برای انتقال جریان نیروی پمپاژ است که در اثر آن تمام یا قسمتی از شبکه به صورت تحت فشار عمل میکند تا بر نیروی ثقل غلبه کند یا با آن هماهنگ شده و آن را تقویت نماید.
د- جریان در شرایط خلا :در این حالت، فاضلاب توسط نیروی مکش حاصل از پمپ های مکنده به داخل شبکه فاضلاب کشیده شده و حرکت مینماید.

شبکه های متعارف و غیر متعارف سیستم جمع آوری فاضلاب

شبکه های متعارف فاضلاب :

علاوه بر ویژگی اصلی شبکه های متعارف فاضلاب که انتقال جریان در آنها به صورت ثقلی است، لوله ها با شیب یکنواخت (از بالادست به پایین دست) به گونه ای طراحی میشوند که سرعت شستشو تقریبا در تمامی بازه ها تامین گردد ولی سرعت جریان به اندازه ای زیاد نشود که به بافت لوله صدمه بزند؛ این لوله ها که قطر ۲۰۰میلیمتر یا بیشتر دارند، معمولا در عمق ۰/۹ تا ۷/۵ متر از سطح زمین کار گذاشته میشوند و سازه های آدم رو در فواصل مختلف در طول مسیر خطوط لوله پیش بینی میشود.

شبکه های غیر متعارف فاضلاب :

شبکه های فاضلاب غیر متعارف ممکن است در یک بخش و یا کل سیستم جمع آوری فاضلاب مورد استفاده قرار گیرند و عموما برای مناطق جدید توسعه شهری (حومه شهرها) و روستاها (اجتماعات کوچک) یا مکانهای که عمر مفید سپتیک تانک در آنها سپری شده است مناسب میباشند. اگرچه شیوه های انتقال فاضلاب به صورت غیر متعارف، از مبدا تولید فاضلاب تا تخلیه گاه متفاوت میباشند، ولی از سوی دیگر وجوه اشتراک زیادی نیز بین خصوصیات این شبکه ها وجود دارد؛ به طور مثال در تمامی آنها معمولا از لوله های پلاستیکی استفاده میشود که در ترانشه با عمق کم کار گذاشته میشوند، درحالی که در روش متعارف، فاضلاب روها عموما در اعماق بیشتر نصب میشوند. همچنین در اکثر شبکه های غیر متعارف، تعداد و عمق آدم روها به حداقل ممکن رسیده و میزان نشتاب ورودی به طور محسوسی کاهش پیدا مینماید که با کم شدن میزان دبی، متناسـبا حجم سرمایه گذاری در مراحل ساخت و بهره برداری نیز کاهش پیدا میکند.
معمولا در تمامی روش های غیر متعارف، میزان سرمایه گذاری اجرایی در مقایسه با روش متعارف کمتری است (به جز در مناطقی که دارای تراکم بالای جمعیتی میباشند )، بنابراین چنانچه از روش های غیر متعارف برای مناطق روستایی یا حومه های شهری استفاده شود، مزایای آن در صرفه جویی اقتصادی حاصل شده کاملا محسوس و نمایان خواهد شد.
روش های غیر متعارف برای مناطقی که به کارگیری روش متعارف در آنها با سختی و هزینه بالا همراه است، جایگزین مناسبی بوده و در عین حال میتوان از آنها به عنوان یک قسمت الحاقی به کل سامانه جمع آوری فاضلاب نیز بهره برد. از آنجا که برخی از اجزای بحرانی شبکه های غیر متعارف در مجاورت محل تولید فاضلاب و در مکان های خصوصی (داخل منازل) قرار خواهند گرفت، لذا لزوم اطلاع رسانی و افزایش آگاهی عمومی مردم برای عملکرد موفق سامانه فاضلاب ضروری است. اتخاذ این رویکرد، پتانسیل وقوع خرابی در هنگام اجرای سامانه فاضلاب را به حداقل رسانده و مزایای متعددی را در زمان بهره برداری به همراه خواهد داشت.

انواع شبکه های فاضلاب غیر متعارف عبارتند از:

الف- شبکه فاضلاب تحت فشار

ب- شبکه فاضلاب تحت خلا (مکشی(

ج- شبکه فاضلاب با قطر کوچک

د- شبکه فاضلاب ساده شده

در شبکه های غیر متعارف (به جز شبکه ساده شده که در ادامه مورد اشاره قرار گرفته است)، فاضلاب پیش از ورود به سیستم جمع آوری فاضلاب، موقتا در یک مخزن سپتیک ذخیره شده یا از پمپ خرد کننده عبور داده میشود تا مورد پیش تصفیه قرار گرفته و عاری از ذرات جامد گردد؛ بدین ترتیب این امکان فراهم میشود که طراحی شبکه با محدودیت های کمتری در زمینه شیب کارگذاری و سرعت های حداقل و حداکثر جریان مواجه شود و استفاده از لوله هایی با قطر و عمق کارگذاری کمتری در قالب یک سیستم غیر ثقلی امکان پذیر گردد و چنانچه منطقه طرح دارای یک یا چند ویژگی زیر باشد، ممکن است شبکه غیر متعارف در تمام یا بخشی از شهر راه حل بهتری را نسبت به شبکه متعارف ارائه دهد :
– منطقه طرح مسطح بوده و برای انتقال فاضلاب نیاز به تعداد زیادی تلمبه خانه باشد.
– خاک نامناسب بوده (مثلا خاک دیواره ترانشه به شدت ریزشی و ناپایدار باشد) یا به حفاری عمیق نیاز باشد.
– سطح سفره آب زیرزمینی بالا باشد.
– جنس زمین منطقه سنگی باشد.
– محل طرح دارای منازل مسکونی پراکنده و تراکم جمعیت پایین باشد.
– منطقه دارای پستی و بلندی زیاد باشد.
– منطقه طرح دارای کاربری های تجاری متراکم، معابر تنگ، باریک و پر رفت و آمد باشد.
– به دلایل مشخصی (ملاحظات اجتماعی و زیست محیطی) حداقل مزاحمت برای ساکنین مورد نظر باشد.
در انتخاب برخی از انواع شبکه های غیر متعارف نظیر شبکه های مکشی باید به مواردی نظیر پذیرش و استقبال شهروندان، امکانات تهیه یا ساخت تجهیزات در کشور و مسائل نگهداری و بهره برداری نیز توجه شود.
در برخی از انواع شبکه های غیر متعارف، مخازن سپتیک که در داخل منازل یا در معابر کار گذاشته میشوند، ممکن است به لحاظ نگرانی از انتشار بو (خصوصا در مناطق گرمسیر) مورد اعتراض و یا عدم استقبال شهروندان قرار گیرند. لذا در جانمایی و طراحی این مخازن باید به مسائل اجتماعی و زیست محیطی مربوطه نیز توجه شود.
عملکرد و ویژگی های انواع مختلف شبکه های غیر متعارف، در ذیل مورد بررسی قرار گرفته است. (به زودی)

شبکه های تحت فشار

در یک شبکه غیر متعارف تحت فشار، لوله های فاضلاب رو دارای قطری کوچک هستند و فاضلاب پیش تصفیه شده به درون لوله ها پمپاژ میشود تا به صورت تحت فشار به تصفیه خانه فاضلاب منتقل شده یا به یک جمع کننده اصلی که به صورت ثقلی عمل میکند، تخلیه گردد. در شبکه های تحت فشار معمولا از لوله های پلاستیکی استفاده میشود تا بتوان آنها را به دقت آب بندی نموده و فشار داخلی شبکه را در حد معینی ثابت نگه داشت. این لوله ها معمولا به موازات سطح زمین و در عمق کم کار گذاشته میشوند و عمق کارگذاری آنها نیز معمولا به اندازه ای است که لوله ها را از خطر یخ زدگی و بارهای ترافیکی محافظت
نماید و محدودیت دیگری در این زمینه اعمال نمیشود.
شبکه های غیر متعارف تحت فشار بر حسب نوع سیستم مورد استفاده برای پیش تصفیه فاضلاب به دو گروه تقسیم میشوند:

الف- سیستم مجهز به مخزن سپتیک و پمپ رانش (STEP)

در این نوع شبکه تحت فشار، کل فاضلاب تولیدی در ساختمان های مسکونی، تجاری یا اداری به صورت ثقلی وارد مخزن سپتیک شده و از طریق ته نشینی، به سه لایه تفکیک میگردد؛ روغن و جامدات معلق در لایه بالایی قرار میگیرند، مواد جامد سنگین در لایه پایینی ته نشین میشوند و لایه میانی که سیالی عاری از مواد جامد است، بعد از عبور از یک فیلتر، از طریق پمپ به درون فاضلاب روی تحت فشار رانده میشود. پمپ در داخل یک چاهک تر که داخل مخزن سپتیک یا در مجاورت آن قرار دارد، نصب میشود. سیال خروجی از فیلترِ مخزن سپتیک، به این چاهک تر تخلیه شده و بعد از رسیدن تراز سطح آب به ارتفاعی معین یک حسگر یا سنسور، پمپ را فعال مینماید تا پمپاژ آغاز شود؛ با پایین افتادن سطح آب در چاهک تر، سنسور دوم فعال شده و پمپاژ جریان قطع میگردد. لازم به ذکر است که معمولا یک سنسور سوم نیز در چاهک تر پیشبینی میشود که در صورت بروز مشکل در عملکرد سنسور های اول و دوم، فعال شده و اعلام خطر میکند.

ب- سیستم مجهز به پمپ خرد کننده

در این نوع شبکه تحت فشار، مخزن سپتیک وجود ندارد و برای پیش تصفیه فاضلاب (به منظور جداسازی از مواد جامد) از پمپ خرد کننده استفاده میشود؛ این پمپ معمولا در یک چاهک تر از جنس پلاستیک قرار گرفته و توسط سنسور های تعبیه شده در چاهک، با تغییر سطح فاضلاب روشن و خاموش میشود. یک سنسور دیگر نیز وظیفه اعلام خطر در صورت بروز مشکل در سیستم را بر عهده دارد که وجود آن ضروری است زیرا به لحاظ حجم کوچک چاهک، در صورت بروز اشکال در سیستم، مشکل باید سریعا و در همان روز توسط خدمه نگهداری از تاسیسات برطرف شود.

مقایسه دو نوع سیستم جمع آوری فاضلاب الف و ب

– پمپ های مورد استفاده در هر دو سیستم، در طول نخستین سال بعد از نصب، نیاز به بازبینی و سرویس منظم دارند تا از عدم بروز مشکل در سیستم اطمینان حاصل شود؛ بعد از گذشت این مدت، ممکن است پمپ ها تا پنج سال نیاز به سرویس نداشته باشند ولی در هر صورت بازرسی و بازبینی پمپ ها و سایر اجزای سیستم، حداقل یک بار در سال ضروری است و میباید انجام شود.
– از لحاظ میزان مصرف انرژی، این سیستم ها چندان پرهزینه نیستند زیرا معمولا توان پمپ های مورد استفاده از یک یا دو اسب بخار تجاوز ننموده و به علاوه، این پمپ ها تنها چند دقیقه در روز فعال میشوند. به طور کلی در مقایسه بین این دو سیستم، مصرف انرژی در سیستم مجهز به پمپ خرد کننده بالاتر است.
– در هر دو سیستم به جای آدم رو از دریچه های پاکسازی استفاده میشود که ابعاد کوچکتری دارند و هزینه احداث آنها کمتری است. تعبیه دریچه پاکسازی در محل پمپ ها، فیلترها و تمامی بخشهای شبکه که نیاز به بازرسی، تعمیر و نگهداری دارند، ضروری است.
– در سیستم ،STEP تخلیه مخزن سپتیک به تناوب مورد نیاز است که فواصل زمانی آن بستگی به شرایط موجود و پارامتر هایی از قبیل ابعاد مخزن، عادات مصرف مشترکین سیستم و تعداد افراد تحت پوشش هر مخزن دارد. معمولا در اکثر مواقع تخلیه مخزن هر سه تا پنج سال یک بار ضرورت مییابد.

شبکه های تحت خلا (مکشی)

در شبکه های مکشی، فاضلاب به صورت ثقلی از محل مصرف به یک انباره موقت تخلیه شده و از آنجا توسط نیروی مکشی ایجاد شده در ایستگاه پمپاژ مرکزی با شدت زیاد به داخل شبکه اصلی کشیده میشود. شدت نیروی مکشی معمولا به اندازه ای زیاد است که کلیه قطعات جامد موجود در فاضلاب را در هم میشکند و بنابراین در این نوع شبکه ها نیز میتوان مانند شبکه های تحت فشار، از لوله های پلاستیکی با قطر کم استفاده نمود. همچنین به دلیل عدم اتکای سیستم به نیروی ثقل، میتوان لوله ها را در عمق کم و به موازات سطح طبیعی زمین کار گذاشت، اگرچه معمولا شیب اندکی به سمت پایین دست را برای شبکه در نظر میگیرند و هر جا که عمق لوله از حد معینی فراتر رود، از ایستگاه بالابر استفاده میشود.
استفاده از این نوع شبکه معمولا تنها در مناطق مسطح یا با شیب اندک متداول است چون نیروی مکشی حاصل از خلا محدوده بوده و نمیتواند فاضلاب را بیش از ۶ متر ارتفاع به بالا بکشد. همچنین بیشترین فاصله سرشاخه شبکه فاضلاب تا موقعیت ایستگاه مکش بسته به شرایط توپو گرافی عموما بیش از ۴ کیلومتر طول نمیتواند داشته باشد.
زمانیکه حجم فاضلاب در انباره موقت از حد معینی بیشتر شود، دریچه بادی یا پنوماتیـک انباره طبق فرمان سنسور باز شده و فاضلاب به سمت ایستگاه پمپاژ مکیده میشود؛ دریچه برای زمان کوتاهی پس از تخلیه انباره نیز باز میماند و مقداری هوا به داخل شبکه میکشد. مخلوط فاضلاب و هوا در ایستگاه پمپاژ وارد یک مخزن بزرگ شده و در آنجا تصفیه میگردد یا مجددا به سمت تصفیه خانه پمپاژ میشود.
در شبکه های تحت خلا به علت وجود نیروی مکشی شدید، معمولا رسوب گذاری و گرفتگی لوله ها رخ نمیدهد و بنابراین در این نوع شبکه نیازی به تعبیه آدم رو یا چاهک بازرسی نمیباشد.
پمپ های خلا در ایستگاه پمپاژ مجهز به سنسور هشداردهنده یا اعلام خطر هستند؛ به علاوه برای مواقع قطع برق معمولا یک ژنراتور اضطراری پیشبینی میشود که وظیفه تامین انرژی مورد نیاز سیستم را بر عهده دارد؛ با این وجود کنترل روزانه پمپ های مکشی در ایستگاه پمپاژ و کنترل سالانه دریچه های پنوماتیـک انباره های فاضلاب ضروری بوده و از اهمیت زیادی برخوردار است.

فاضلاب رو های ثقلی با قطر کوچک (SDGS)

در شبکه های غیر متعارف SDGS مانند شبکه های متعارف از نیروی ثقل برای جمع آوری و انتقال فاضلاب استفاده میشود اما این نوع شبکه سایر ویژگی های یک شبکه متعارف را دارا نبوده و مانند شبکه تحت فشار ،STEP در آن از مخزن سپتیک برای پیش تصفیه فاضلاب و جداسازی ذرات جامد استفاده میشود. به علاوه، یکی دیگر از خصوصیاتی که سبب میشود شبکه های SDGS در گروه شبکه های غیر متعارف قرار گیرند این است که فاضلاب رو های ثقلی با قطر کوچک برخلاف شبکه های متعارف (که شیب آنها همیشه به سمت پایین دست است)، از پروفیل سطح زمین تبعیت نموده و شیب متغیری دارند؛ این ویژگی سبب میشود که در مناطق کوهستانی یا نواحی خاص دیگری که برای احداث یک شبکه متعارف حجم زیادی از
عملیات خاکی مورد نیاز است، استفاده از شبکه های SDGS یک گزینه اقتصادی تر باشد.
به دلیل اینکه جریان فاضلاب در شبکه SDGS تا حد زیادی عاری از مواد جامد است، میتوان مانند شبکه های تحت فشار یا مکشی، از لوله هایی با قطر کوچکتر برای طراحی این شبکه استفاده نمود اما معمولا قطر لوله ها را کمی بزرگتر از سایر انواع شبکه های غیر متعارف در نظر میگیرند، زیرا هیچگونه مکش یا فشاری در این شبکه وجود ندارد که مواد جامد خارج شده از مخزن سپتیک را که به صورت اتفاقی یا در اثر پر شدن مخزن از آن خارج شده اند در طول مسیر به ذرات ریزتر تجزیه کند و این مواد به همان صورت در لوله ها منتقل میشوند که این امر ممکن است باعث گرفتگی لوله ها گردد؛ به ویژه آنکه حداقل سرعت شستشو نیز در بسیاری از بخشهای شبکه تامین نمیگردد.
نکته قابل توجه در طراحی شبکه های SDGS این است که با وجود امکان تبعیت مسیر لوله ها از پروفیل سطح زمین، سرشاخه هر مسیر همواره باید در ارتفاع بالاتری از تخلیه گاه قرار داشته و ارتفاع هیچ نقطه ای در طول مسیر نیز نباید بالاتر از نقطه شروع (سرشاخه) باشد تا انتقال جریان به کمک نیروی ثقل میسر گردد. تبعیت از پروفیل طبیعی سطح زمین در کارگذاری لوله ها غالبا به معنای ایجاد تعدادی گودی و برآمدگی در طول خطوط مسیر شبکه است که این امر باعث پس زدگی جریان و ایجاد شرایط اضافه بار هیدرولیکی میگردد. در این شرایط، ارتفاع جریان در بالا دست برآمدگی های مسیر به تدریج افزایش مییابد تا فشار لازم برای عبور جریان فراهم شده و فاضلاب از آن گلوگاه عبور نماید. وقوع این پدیده در شبکه های SDGS طبیعی بوده و به دلیل عاری بودن فاضلاب از مواد جامد و پایین بودن احتمال رسوب گذاری، معمولا به مشکل خاصی در شبکه منجر نمیشود؛ با این وجود در صورت
بروز انسداد یا گرفتگی میتوان از چاهک های پاکسازی یا آدم رو هایی که در بعضی نقاط شبکه تعبیه میشوند برای رفع گرفتگی و شستشوی شبکه استفاده نمود. تخلیه دورهای و کنترل عملکرد مخزن سپتیک نیز از ضرورتهای بهره برداری و نگهداری از این سیستم است که مشابه شبکه STEP باید در زمان مقتضی انجام پذیرد.

با ما همراه باشید و از سایر پست های ما دیدن فرمایید