فاضلاب انسانی یا فاضلاب شهری بر اثر فعالیت های بشری مانند شستشو، پخت و پز، استحمام و ... ايجاد مي شود و به دلیل بار آلی بالا، خطرناک است. از شبکه جمع آوری جهت انتقال این فاضلاب به تصفیه خانه استفاده مي شود. بدين طريق می توان آب را به چرخه محیط زیست بازگرداند. براي طراحی شبکه جمع آوری ثقلی فاضلاب بايد میزان دبی، شیب و سایز خط لوله و محل استقرار منهول ها در دسترس باشد. با محاسبه دقیق این موارد می توان سرعت انتقال فاضلاب را در شبکه جمع آوری فاضلاب کنترل نمود. اگر سرعت جريان فاضلاب داخل لوله کمتر از حد مجاز باشد، سبب ته نشینی ذرات جامد و ایجاد بوی تعفن مي گردد و در صورتي كه سرعت جريان داخل لوله زیاد باشد، جریان آشفته ايجاد مي نمايد و سبب متصاعد شدن گازهای موجود در پساب می گردد. طراحی، اجرا و نصب و راه اندازی انواع خطوط انتقال، شبکه جمع آوری فاضلاب و ایستگاههای پمپاژ و مخازن ذخیره بتنی فاضلاب در شركت آركا گستر در سایزهای مختلف انجام می گیرد. طراحی شبکه جمع آوری با نرم افزار مهندسی Sewer CAD شبیه سازی می گردد و همچنین آیین نامه سازمان برنامه و بودجه مد نظر قرار می گیرد.

 

تعاریف اولیه در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

به مجموعه فاضلاب هايي كه در محل هاي مسكوني توليد مي شود ، فاضلاب بهداشتي يا فاضلاب انساني اطلاق مي شود. كه اين فاضلاب ها شامل فاضلاب دستشویی، حمام، شستشوی ظروف و لباس و آشپزخانه ها مي شود. جمع آوری فاضلاب هاي بهداشتی و انسانی به دلیل بار آلودگی بالا و وجود میکروارگانیزم ها ي بیماری زا ، یکی از ضروری ترین مسائل زندگی می باشد. این پساب ها می تواند عامل انتقال بسیاری از بیماری ها به انسان شود و دفع و تصفیه آن به وسیله شبکه جمع آوری، امروزه به یکی از زیرساخت های پایه در هر مجتمع شهری تبديل شده است. و به طور كلي شبکه جمع آوری فاضلاب به منظور انتقال کلیه پساب های انسانی موجود در شهرها به محل تصفیه خانه احداث می گردد.
فاضلاب بهداشتی- انساني دارای جامدات معلق، چربی و ذرات قابل ته نشینی زیادی می باشد. این ذرات و چربی ها سبب گرفتگی یا انسداد خطوط لوله در شبکه جمع آوری مي شوند. علاوه بر اين به دلیل مقدار بسيار زياد بار آلی فاضلاب بهداشتی امکان ايجاد شرایط بی هوازی و تولید گاز H2S وجود دارد.

مهمترین عوامل در طراحی شبکه جمع آوری ثقلی شامل موارد ذیل است:

1- دبی فاضلاب بهداشتي.
2- اختلاف ارتفاع میان تصفیه خانه و مكان هاي جمع آوری فاضلاب.
3- نقشه شهر یا روستاي مورد نظر و محل های خطوط لوله اجرايي .
4- دبی نشتاب و روان آب ها در شهر یا روستا.
با در نظر گرفتن موارد فوق می توان یک شبکه جمع آوری ثقلی را طراحی نمود. در شبکه جمع آوري فاضلاب ، سرعت انتقال فاضلاب در درون خطوط لوله بسيار با اهميت است. این سرعت به میزان دبی و شیب خط لوله و سایز لوله ها بستگی دارد. سرعت انتقال فاضلاب باید به گونه اي طراحی شود که ذرات جامد موجود در آن، زمان لازم برای ته نشین شدن را نداشته باشند. از طرفي هم این سرعت نباید تا حدی بالا باشد که جریان سیال درون خط لوله را به حالت آشفته (Turbulence) در آورده و سبب خروج گازهای بد بو در شبکه انتقال فاضلاب گردد.

 

محاسبه میزان دبی در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

دبی یا میزان تولید فاضلاب بهداشتی در یک شبکه انتقال به میزان جمعیت شهر و همچنین افق افزایش جمعیت بستگي دارد. از آنجایی که هر نفر به طور متوسط در شبانه روز بین 110 لیتر تا 150 لیتر فاضلاب در اثر فعالیت های روزمره خود تولید می کند با استفاده از این عدد و در نظر گرفتن میزان جمعیت شهر در سالهای آتی مثلا 20 تا 30 سال آینده می توان دبی تولید فاضلاب را محاسبه نمود.

مقدار دبی روان آب ها که در اثر بارش باران، آب های شستشوی زمین و یا فعالیت های صنعتی و نیمه صنعتی در حومه شهر، تولید می گردد و نيز دبی نشتاب هایی که ممکن است به شبکه جمع آوری اضافه گردد را بايد به مقادير دبي افزود. علاوه بر اينها باید توجه داشت که فاضلاب تولیدی در مناطق شهری در برخی از ساعات روز به حداكثر خود مي رسد و در برخی از ساعات به حداقل خود می رسد. به عنوان مثال حداکثر تولید پساب در ساعات اولیه روز، از ساعت 7 الی 9 صبح و یا در ساعات اولیه شب ، از ساعت 19 الی 22 می باشد. بنابراین به منظور اندازه گیری دقیق حداکثر دبي توليدي ، ضریب پیک تولید پساب اضافه می گردد و بر آن اساس دبی شبکه جمع آوری انتخاب می گردد.

 

شیب و سایز خط لوله در طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب

در طراحی شبکه جمع آوری و انتقال فاضلاب، سرعت انتقال از اهميت بالايي برخوردار می باشد. با توجه به اينكه شبکه جمع آوری فاضلاب به صورت ثقلی طراحی و اجرا می گردد، انتخاب سرعت انتقال فاضلاب اهميت بالايي دارد و لذا از شیب زمین به منظور انتقال استفاده می گردد. در نقاطي که شیب زمین مناسب نيست ، خط لوله را در عمق بیشتری دفن می كنند. به طور كلي ، شیب طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب باید همیشه در هنگام اجرا لحاظ گردد. سایز خط لوله در شبکه جمع آوری فاضلاب مورد بعدي است كه بايد در نظر گرفته شود . پس از اینکه انشعابات توسط خطوط لوله از مناطق شهری جمع آوری می گردند وارد خطوط اصلی یا همان شاه لوله ها شده و به تصفیه خانه فاضلاب منتقل می گردند. هرچه سایز لوله بزرگتر باشد، میزان دبی انتقالي نيز بيشتر مي شود. بر این اساس محاسبه میزان دقیق سایز لوله با در نظر گرفتن شیب خط و دبی فاضلاب در شبکه جمع آوری انجام می گیرد.

 

نقشه مسیر شبکه جمع آوری فاضلاب

با توجه به تراكم بالاي مناطق شهري و نيز احداث زيرزميني كليه خطوط انتقال گاز، آب و کابل برق و مخابرات و همچنین مسیرهای مترو و دیگر کانالها، انتخاب بهترین مسیر در شبکه جمع آوری ثقلی بایستی به دقت كافي انجام شود. علاوه بر اين در طول خطوط انتقال در شبکه جمع آوری بایستی تعدادی منهول به فواصل مشخص طراحی و اجرا گردند تا در حین بهره برداری بتوان به وسیله آنها به شبكه جمع آوري فاضلاب دسترسي داشت و عملیات فنر زنی و یا تخلیه شبکه را انجام داد. این منهولها در مواردی هم که اختلاف ارتفاع و یا اختلاف زاویه میان لوله ورودی و خروجی شبكه وجود دارد نیز به كار مي رود.

 

جنس خطوط لوله در شبکه جمع آوری فاضلاب

انتخاب جنس لوله علاوه بر موارد فنی و مهندسی به جنبه های 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 كاروگيت اجرا می گردد. این لوله تحمل فشار بالایی دارد و برای دفن در مناطق شهری مناسب است. و نيز به مانند تمامی لوله های پلی اتیلني، مقاومت عالی در برابر خوردگی و شرایط اسیدی یا بازی دارد. سبک بودن و اجراي آسان آن ، از دیگر مزایای این نوع لوله می باشد. استفاده از لوله های بتنی و یا فلزی معمولا برای سایزهای بسیار بزرگ یا همان شاه لوله ها مقرون به صرفه تر است. در برخی موارد نیز کانالهای بتنی به جهت هزينه هاي پايين تر آن جایگزین لوله های شبکه جمع آوری شده اند.

 

نتایج استفاده از شبکه جمع آوری فاضلاب

امروزه به دليل کاهش نزولات جوي، افزایش جمعیت شهرنشين و نيز رشد صنعت و کشاورزی، خشكسالي از مواردي است كه بيشتر با آن روبرو هستيم. و یکی از راههای مؤثر مقابله با خشکسالی و کمبود آب در كشور ، استفاده مجدد از فاضلاب یا پساب و بازگرداندن آن به چرخه محیط زیست می باشد. در کشور ما از گذشته جهت دفع فاضلاب شهری از چاههای جاذب استفاده می گردید. اما تحقيقات دانشمندان نشان داده است که این روش نه تنها منجر به آلودگی های شدید خاک مي گردد ، به آبهای زیر زمینی نیز آسیب مي رساند. غلظت بالای یون نیترات در بسیاری از منابع زیر زمینی، شاهدي بر این مدعا است.
 

شبکه جمع آوری فاضلاب در جوار تصفیه خانه می تواند نتایج زیر را ايجاد نمايد :
1- از انتقال آلودگی ها و نيز رشد میکروارگانیزم ها در محیط شهری جلوگيري مي نمايد.
2- از آلوده شدن منابع آبي و خاکي توسط فاضلاب جلوگيري مي كند.
3- فاضلاب را مي توان دوباره به چرخه محیط زیست بازگرداند و بدين طريق از خشكسالي جلوگيري نمود.
4- از فاضلاب مي توان كود شيميايي و برق توليد نمود.