مبانی فنی و معیارهای طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب

مبانی فنی و معیارهای طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب

فرمت: Pdf تعداد صفحات: 80

فهرست:

• حداقل و حداکثر سرعت

• عمق نصب فاضلابروها

• حداقل و حداکثر شیب فاضلابروها

• حداقل قطر فاضلابروها

• درصد پرشدگی فاضلابروها

• ضریب بهره برداری از شبکه

• شکل مقطع فاضلابروها

  • مقطع دایره ای
  • مقطع تخم مرغی شکل
  • مقطع تخم مرغی پخ
  • مقطع نعل اسبی
  • مقطع دایره ای با دو شکل گوناگون
  • و …

• لوله های مورد استفاده در شبکه فاضلاب

  • لوله های بتنی
  • لوله های سفالی لعابدار
  • لوله های چدنی
  • لوله های فولادی
  • لوله های آزبست سیمان یا AC
  • لوله های پلی اتیلن
  • لوله های فایبرگلاس

• منهول (آدم روها)

  • شکل و جنس آدم روها
  • تقسیم بندی آدم روها از نظر هیدرولیکی

• تهویه شبکه جمع آوری فاضلاب

• حوضچه های شست و شوی فاضلابروها

  • حوضچه ی شست و شوی خودکار
  • حوضچه ی شست و شوی دستی

• ترانشه

• جریان فاضلاب در لوله ها

• فرمول ها و نمودارهای مورد استفاده در طراحی فاضلابروها

• جدول محاسبات هیدرولیکی فاضلابروها

حداقل و حداکثر سرعت:

در صورتی که فاضلاب برای مدت طولانی با سرعت پایین در فاضلابروها جریان یابد، جامدات و مواد معلق موجود در فاضلاب در کف لوله ته نشین شده و به مرور زمان باعث کاهش قطر و ظرفیت هیدرولیکی و در نهایت باعث انسداد و گرفتگی لوله می گردد. همچنین پایین بودن سرعت فاضلاب و تجمع رسوبات در تشدید تولید گازهای خورنده و وقوع پدیده خورندگی نیز موثر خواهد بود. به همین دلیل سرعت فاضلاب باید در حدی باشد که از ته نشین شدن مواد معلق جلوگیری نموده و قابلیت شستشوی جامدات ته نشین شده را نیز دارا باشد. معمولا سرعت متوسط 0.3 متر بر ثانیه برای جلوگیری از رسوب مواد آلی فاضلاب کفایت می نماید، ولی برای جلوگیری از رسوب مواد معدنی همچون شن و ماسه سرعت متوسط 0.6 تا 0.76  متر بر ثانیه لازم است.

در سال های اول بهره برداری از فاضلابروها به دلیل پایین بودن جمعیت متصل به شبکه معمولا دبی فاضلاب بسیار کم بوده و سرعت فاضلاب به حد سرعت خود شویی نخواهد رسید. در نتیجه در چنین مواردی شستشوی مصنوعی فاضلابروها مورد نیاز خواهد بود. در صورتی که ارتفاع رسوبات و جامدات ته نشین شده در لوله های فاضلاب به حداقل 25 درصد قطر لوله برسد، بایستی آنها را شستشو داد. یکی از روش های متداول طراحی فاضلابروها این است که بجای سرعت حداقل از سرعت خودشویی استفاده می گردد. سرعت خودشویی سرعتی است که در طول شبانه روز در مواقع پیک جریان فاضلاب، حداقل روزی یکبار سرعت به حدی برسد که قابلیت شستشوی رسوبات ته نشین شده را دارا باشد. در این روش سرعت خودشویی برای دبی حداکثر در حالت غیر بارانی در سال اول بهره برداری، 0.6 تا 0.76 متر در ثانیه در نظر گرفته می شود. در مناطق مسطح و کم شیب بویژه در فاضلابروهای فرعی و سر شاخه ها با توجه به پایین بودن جمعیت تحت پوشش و دبی فاضلاب تامین سرعت خودشویی 0.6 متر در ثانیه میسر نبوده و یا تامین آن مستلزم افزایش عمق لوله گذاری و به تبع آن افزایش هزینه اجرایی و راهبری و یا حتی مستلزم احداث ایستگاه پمپاز می باشد، در چنین مواردی در مرحله طراحی سرعت خودشویی را کمتر از 0.6 و یا حتی 0.3 متر بر ثانیه در نظر می گیرند، با این فرض که چنین فاضلابرو هایی به صورت دوره ای (سالی یک یا دو مرتبه) شستشوی مصنوعی داده شوند. بعضی مراجع دیگر حداقل سرعت فاضلاب در لوله ها را براساس دبی در حالت پر برابر 0.6 متر بر ثانیه پیشنهاد نموده اند، استفاده از این روش می تواند از دقت کافی برخوردار باشد زیرا در فاضلابرو های فرعی با توجه به پایین بودن جمعیت تحت پوشش و کم بودن دبی فاضلاب درصد پرشدگی لوله ها (تسبت ارتفاع فاضلاب به قطر لوله) در اکثر مواقع کمتر از 50 درصد قطر لوله است، لذا سرعت واقعی فاضلاب به مراتب کمتر از سرعت در حالت پر است و عملا ته نشینی جامدات و رسوبات به وقوع خواهد پیوست.

در کشورهای اروپایی سرعت حداقل را براساس متوسط جریان فاضلاب در سال ابتدای دوره بهره برداری به میزان 0.5 متر بر ثانیه توصیه نموده اند. پیشنهاد می گردد که در طراحی فاضلابروهای شهری ملاک طراحی رسیدن به سرعت خود شویی 0.5 متر بر ثانیه در سال اول بهره برداری بر اساس دیی حداکثر در حالت جریان در هوای خشک (DWF) باشد، به استثنا مواردی که تامین سرعت 0.5 متر بر ثانیه مستلزم افزایش بیش از حد عمق لوله گذاری گردد که در این صورت سرعت تا 0.3 متر بر ثانیه با فرض انجام شستشوی مصنوعی پذیرفته خواهد شد. در طراحی سیلابروها و فاضلابروهای مشترک سرعت حداقل در طراحی 0.9 – 0.75 متر بر ثانیه پیشنهاد می گردد.

همان طور که تأمین سرعت حداقل با خودشویی در شبکه های فاضلاب مهم است، رعایت حداکثر سرعت نیز دارای اهمیت است. زیرا بالا بودن بیش از حد سرعت سبب ایجاد فرسایش و سائیدگی جدار داخلی لوله ها شده و عمر مفید فاضلابروها را کاهش می دهد. همچنین در مناطق پر شیب، بالا بودن سرعت فاضلاب سبب ایجاد پرش هیدرولیکی شده و تلاطم و اختلاط شديد فاضلاب را به همراه خواهد داشت که منجر به افزایش خروج گاز H2S از فاضلاب بویژه در آدم روهای ریزشی خواهد گردید. حداکثر سرعت مجاز در فاضلابروها بستگی به جنس لوله ها دارد.

بر این اساس حداکثر سرعت مجاز لوله هایی که نسبت به فرسایش حساس ترند مانند لوله های بتنی کمتر از لوله های مقاوم به فرسایش از جمله لوله های سفالی و پلی اتیلن است. در شبکه های فاضلاب در صورت استفاده از لوله های مقاوم آزبست سیمان و بتنی اعم از مسلح و غیر مسلح حداکثر سرعت مجاز 3.5 متر بر ثانیه و برای لوله های پلی اتیلن، سفالی و فایبر گلاس بر اساس دیی حداکثر فاضلاب در شرایط بارانی و برای سال پایان دوره طرح 5 متر بر ثانیه پیشنهاد می گردد.

عمق نصب فاضلابروها:

حداقل عمق نصب فاضلابروها بستگی به پارامتر هایی از قبیل بارهای ترافیکی، وجود یا عدم وجود زیرزمین مسکونی در شهر و عمق سایر تاسیسات شهری دارد. در بین این سه پارامتر، نقش اصلی را در تعیین حداقل عمق فاضلابروها در ابتدا وجود یا عدم وجود زیر زمین مسکونی و در مرحله بعد عمق نصب لوله های آبرسانی دارد. در شهرهایی که منازل دارای زیر زمین مسکونی هستند حداقل عمق لوله های فاضلاب را باید بطوری انتخاب نمود که طبقه زیرزمین به صورت تقلی به شبکه فاضلاب قابل تخلیه نمودن باشد. در مورد ساختمان هایی فاضلاب تولیدی یک که دارای بیش از یک طبقه زیرزمین مسکونی هستند، در این صورت صاحبان چنین ساختمان هایی بایستی بهترین راه حل را جهت تخلیه فاضلاب به شبکه انتخاب نمایند، که یکی از گزینه های موجود استفاده از ایستگاه پمپاژ است.

حداقل عمق لازم برای سرویس دهی به یک طبقه زیر زمین مسکونی بستگی به ضوابط و معیار های شهرسازی و ارتفاع نورگیر زیر زمین ها داشته و از هر شهری به شهر دیگر متفاوت است. مطالعات طرح جامع فاضلاب تهران نشان داده که حداقل عمق لازم با در نظر گرفتن سرویس دهی به یک طبقه زیرزمین 2.65 متر است که ملاک طرح شبکه فاضلاب تهران قرار گرفته است.

در مورد شهر هایی که ساختمان های دارای زیر زمین مسکونی نیستند، معیار تعیین حداقل عمق فاضلابروها تابعی از عمق نصب سایر تأسیسات شهری بویژه شبکه آبرسانی است. براساس ضوابط موجود و به منظور جلوگیری از آلودگی شبکه های آبرسانی لوله های فاضلاب باید پایین تر از لوله های آب قرار گیرند که در این رابطه رعایت حداقل فاصله عمودی 0.5 متر و فاصله افقی 3 متر پیشنهاد شده است. با توجه به این ضوابط و در صورت عدم وجود زیرزمین مسکونی در شهر حداقل عمق فاضلابروها بین 2- 1.8 متر بسته به عمق لوله های آبرسانی متغیر خواهد بود. در بسیاری از موارد با توجه به قدمت سایر تأسیسات شهری و عدم هماهنگی در اجرای آنها رعایت فاصله افقی 3 متر با لوله های فاضلاب مقدور نمی باشد و در چنین مواردی پارامتر تعیین کننده رعایت فاصله عمودی حداقل 0.5 متر است.

علاوه بر این در بافت قدیمی و سنتی شهر ها که معابر کم عرض و پر پیچ و خم وجود دارد با در نظر گرفتن عمق نصب سایر تاسیسات شهری حداقل عمق فاضلابروها را تا 1.5 متر نیز بطور موردی می توان در نظر گرفت.

اگرچه در رابطه با حداقل عمق فاضلابروها محدودیت های زیادی وجود دارد ولی در مورد رعایت حداکثر عمق لوله های فاضلاب بستگی به تکنیک های اجرایی، جنس زمین (ریزشی بودن یا نبودن)، سطح آب های زیرزمینی مشکلات مربوط به ساخت دستگاه های مکانیزه جهت اجرای فاضلابروها در عمق زیاد، تا حدودی مشکلات مربوط به اجرای لوله های فاضلاب در عمق برطرف شده است. هر چند که با روش های موجود اجرای فاضلابروها در عمق زیاد میسر می باشد ولی چنین فاضلابرو هایی از نظر بھر برداری و نگهداری با مشکلات زیادی از جمله عدم سهولت ورود و خروج کارگران به داخل أدم روها جهت تعمیرات و رفع گرفتگی، انسداد و عدم تهویه مناسب روبرو می باشند. به همین دلیل در طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب حتی الامکان باید سعی نمود که عمق لوله گذاری در بیش از 90 درصد از 6.5 تا 7 متر فراتر نرود، ولی به صورت موردی و در طول لوله های کوتاه لوله گذاری در عمق 12-15 متر نیز پذیرفته می شود، بویژه اگر هدف اجتناب از احداث ایستگاه پمپاژ در طول مسیر باشد.

حداقل و حداکثر شیب فاضلابروها:

حداقل شیب در فاضلابروها، شیبی است که سرعت حداقل با سرعت خودشویی را در سال اول بهره برداری تأمین نماید. مگر در مواردی که از تامین سرعت خودشویی به دلیل اجتناب از افزایش عمق در مناطق کم شیب و مسطح صرف نظر شود. بدیهی است که حداقل شیب هر فاضلابرو تابعی از قطر آن است، بطوری که هرچه قطر کوچکتر باشد حداقل شیب افزایش می یابد. علاوه بر این با توجه به اینکه در فاضلابروهای با قطر مشابه نیز درصد پر شدگی لوله ها در شبکه متفاوت است، بنابراین برای یک قطر مشخص نیز با توجه به درصد پرشدگی لوله ها در شبکه متفاوت است، بنابراین برای یک قطر مشخص نیز با توجه به درصد پر شدگی آن حداقل شیب لازم متغیر خواهد بود. در جدول 1-5 حداقل شیب لازم برای تامین سرعت 0.6 متر برثانیه برای لوله در حالت پر براساس فرمول ماتینگ ارائه شده است. این جدول نشان می دهد که هر چه قطر لوله افزایش یابد حداقل شیب کاهش می یابد. علاوه بر این، هرچه ضریب زبری لوله (n) بزرگتر شود حداقل شیب لازم نیز افزایش می یابد و بالعکس.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ تاریخچه شبکه جمع آوری فاضلاب

⇐ انواع شبکه های جمع آوری فاضلاب

⇐ برآورد تولید فاضلاب