طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب شهری امیر رضا طلایی عضو هیئت علمی گروه عمران و محیط زیست موسسه آموزش عالی جامی Municipal Sewage Collection System Design Amirreza Talaie Faculty Member of Civil & Environmental Engineering Department of Jami Institute of Technology منبع کتاب طراحی فاضلابروهای شهری

فصل اول کلیات

فاضلاب حاوی 99/9 درصد آب و 0/1 درصد ناخالصی می باشد. تعاریف فاضلاب به مجموعه آبهای مصرف شده برای مقاصد مختلف فاضلاب می گویند. به مجموعه آبهای دور ریختنی که ممکن است پس از تصفیه قابلیت استفاده را داشته باشد فاضلاب می گویند. به مجموعه آبهای آلوده فاضلاب گفته می شود. فاضلاب حاوی 99/9 درصد آب و 0/1 درصد ناخالصی می باشد.

ناخالصی های فاضلاب ناخالصی ها آب معدنی آلی چربی ها، هیدرو کربورها، پروتئین و... نمکها، املاح محلول، شن و ماسه و...

تقسیم بندی انواع فاضلاب فاضلاب خانگی: شستشو، استحمام، پخت و پز و... فاضلاب مراکز عمومی و اداری: زندان، پادگان، مراکز درمانی و... فاضلاب مراکز تجاری: مراکز خرید، کارگاههای کوچک و... فاضلابهای صنعتی: کارخانجات مختلف و... سیلابها و روان آبهای سطحی: آب باران و...

فاضلابهای صنعتی تخلیه فاضلابهای صنعتی می تواند اثرات مخرب و بازدارنده ای بر روی فاضلاب روها و سیستمهای تصفیه بیولوژیک دارد: وجود گازهای سمی و خطرناک در فاضلاب صنعتی. وجود گازهای خورنده در فاضلاب صنعتی. وجود ترکیبات سمی همچون فلزات سنگین در فاضلاب صنعتی.

انواع فاضلاب از نظر تخلیه به شبکه جمع آوری فاضلاب فاضلابهایی که بدون مواد سمی بوده و مشابه فاضلاب خانگی هستند. این فاضلابها نیازی به پیش تصفیه ندارند. فاضلابهایی که حاوی مواد سمی بوده و نیاز به پیش تصفیه قبل از تخلیه به شبکه جمع آوری فاضلاب دارد.

تعریف شبکه جمع آوری فاضلاب تعریف شبکه جمع آوری فاضلاب مجموعه لوله ها و متعلقاتی که به منظور جمع آوری فاضلاب از منازل و یا سایر مراکز تولید که در معابر و خیابانها در زیر زمین احداث می گردد شبکه جمع آوری فاضلاب می گویند.

اجزاء شبکه جمع آوری فاضلاب انشعابات منازل لوله های فرعی لوله های نیمه اصلی لوله های اصلی خطوط انتقال فاضلاب

انواع شبکه های جمع آوری فاضلاب شبکه های مجزا شبکه های مرکب شبکه های نیمه مرکب

در این شبکه ها فاضلاب و روانابهای سطحی بطور جداگانه جمع آوری می گردد. شبکه های مجزا در این شبکه ها فاضلاب و روانابهای سطحی بطور جداگانه جمع آوری می گردد.

در این شبکه ها آب باران و فاضلاب باهم جمع آوری می شوند. شبکه های مرکب در این شبکه ها آب باران و فاضلاب باهم جمع آوری می شوند.

شبکه های نیمه مرکب در برخی شهرها که به دلیل وجود دو بخش قدیمی با کوچه های باریک و بخش جدید با کوچه های پهن امکان اجرای شبکه مجزا در همه جا وجود ندارد از ترکیبی از دو شبکه استفاده می گردد.

انتخاب نوع شبکه مناسب مهمترین پارامتر در انتخاب نوع شبکه فاضلاب رژیم بارندگی می باشد. در مناطقی که میزان بارندگی زیاد است استفاده از شبکه مرکب توجه پذیر است. افزایش قطر در شبکه های مرکب، خصوصاً در مناطق کم باران باعث کاهش سرعت خودشویی و رسوب مواد معلق خواهد شد.

دلایل عدم توصیه در استفاده از شبکه های مرکب در مناطق پرباران نیز به دلیل عدم امکان پیش بینی دقیق مقدار بارش احتمال پرشدن و جاری شدن فاضلاب در خیابان وجود دارد. آب باران نسبت به فاضلاب شهری دارای آلودگی کمتری است لذا اختلاط آنها می تواند منجر به افزایش آلودگی آب باران شده و تصفیه آن را مشکل تر می سازد. به دلیل افزایش شدید حجم فاضلاب در شبکه های مرکب حجم تصفیه خانه مورد لزوم نیز به شدت افزایش خواهد یافت. اجرای سیستم های مرکب هزینه بر تر از سیستم های مجزا بوده و با توجه به اولویت زیاد جمع آوری فاضلاب خانگی در صورت کمبود بودجه می توان از جمع آوری آب باران خودداری نمود. درصورتی که از سیستم مرکب استفاده گردد عمق لوله گذاری افزایش یافته و هزینه های اجرای سیستم را بالا خواهد برد. در صورت جمع آوری آب باران بصورت مجزا می توان آن را باتوجه به شرایط خاص به رودخانه ها وارد نمود لیکن این عمل برای مجموع فاضلاب و آب باران امکان پذیر نیست. در کشور ما مسئولیت جمع آوری شبکه های فاضلاب را وزارت نیرو و جمع آوری سیلابهای شهری بر عهده شهرداری ها می باشد. لذا اجرای شبکه های مرکب منجر به ایجاد مشکلات مدیریتی خواهد شد.

مراحل مختلف مدیریت پروژه فاضلاب مرحله اول: شناسایی جامعه و تعیین کمیت و کیفیت فاضلاب تولیدی است. مرحله دوم: جمع آوری فاضلاب با کمک اجرای شبکه های جمع آوری فاضلاب مورد نیاز. مرحله سوم: انتقال فاضلاب از شهر به محل تصفیه خانه فاضلاب شهری. مرحله چهارم: تصفیه فاضلاب و نهایتاً تصفیه لجن ناشی از تصفیه خانه های فاضلاب شهری. مرحله پنجم: برنامه ریزی جهت استفاده از پساب تصفیه شده در مقاصد مختلف.

برنامه مطالعاتی و اجرایی شبکه جمع آوری فاضلاب مجموعه مطالعات و عملیات اجرایی یک پروژه جمع آوری فاضلاب در قالب پنج فاز انجام می گیرد.

فاز مقدماتی اجرای شبکه های فاضلاب این فاز شامل گزارش مختصری از توجیهات و ضروریات اجرای پروژه از نظر اقتصادی و بهداشتی می باشد. آمار مربوط به انواع بیماری های واگیر دار و مرتبط با آب نیز می تواند در این گزارش گنجانده شود.

فاز اول اجرای شبکه های فاضلاب در این فاز مطالعاتی جهت بررسی شرایط موجود و آینده انجام شده و بر اساس آن برآورد اولیه هزینه های اجرا مشخص می گردد. این مطالعات شامل: بررسی شرایط اقلیمی و جغرافیایی. بررسی وضعیت فرهنگی، اجتماعی، بهداشتی و... بررسی وضعیت توپوگرافی منطقه و تهیه نقشه های مورد نیاز. بررسی طرح های تفضیلی و جامع شهری جهت تعیین شرایط در آینده. مطالعات جمعیت شناسی شامل جمعیت حال و آینده. تعیین میزان مصرف آب در گذشته، حال و آینده و محاسبه سرانه تولید فاضلاب. محاسبه میزان نشت آب و آب باران غیر مجاز ورودی به شبکه. تهیه مبانی فنی شبکه از قبیل حداقل سرعت، حداکثر سرعت و... طراحی اولیه شبکه جمع آوری فاضلاب.

فاز دوم یا فاز طراحی در این فاز با توجه به مطالعات فاز اول طراحی دقیق فاضلاب روها و سایر متعلقات مربوطه انجام خواهد شد. در انتهای این فاز دستورالعمل نگهداری و بهره برداری از تاسیسات نیز به صورت یک کتاب تهیه می گردد.

فاز سوم یا فاز اجرا و ساخت پس از برگزاری مناقصه پیمانکار اجرایی طرح مشخص شده و تحت نظر شرکت مهندس مشاور عملیات ساخت شروع می گردد.

فاز چهارم یا فاز بهره برداری و نگهداری در این فاز بهره برداری از تاسیسات از طریق انتخاب پیمانکار مناسب انجام می گیرد. برای جلوگیری از بلا استفاده ماندن شبکه جمع آوری رعایت نکات زیر ضروری است: همزمانی شروع ساخت شبکه جمع آوری، خط انتقال و تصفیه خانه. اولویت بندی اجرای پروژه با توجه به مشکلات دفع فاضلاب در شهر. اولویت در اجرای شبکه جمع آوری در مناطقی که کمترین فاصله را تا خط اصلی انتقال فاضلاب و تصفیه خانه دارند.

دوره طرح سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضلاب کم کم فرسوده شده و یا به دلیل افزایش جمعیت جوابگو نخواهند بود لذا برای هر پروژه ای دوره طرح مشخص می گردد. دوره طرح عبارتند از سال شروع بهره برداری از طرح تا سال پایان استفاده از آن.

پارامترهای موثر بر دوره طرح عمر مفید تاسیسات و اجزاء متشکله سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب سهولت و قابلیت توسعه سیستم جمع آوری و تصفیه فاضلاب. کیفیت بهره برداری و نگهداری سیستم های مورد استفاده. دقت در پیش گویی ها. پارامترهای اقتصادی. و...

دوره طرح شبکه جمع آوری نسبت به تصفیه خانه بطور معمول دروه طرح شبکه های جمع آوری را نسبت به تصفیه خانه های آب و فاضلاب طولانی تر در نظر می گیرند. توسعه تصفیه خانه همیشه ساده تر از شبکه های عظیم جمع آوری فاضلاب می باشد.

مطالبی در زمینه دوره طرح دوره طرح در تاسیسات فاضلاب مابین 25 الی 40 سال است. امروزه به دلیل وجود تاسیسات مقاوم همچون PVC دوره طرح حداقل 30 سال خواهد بود. اگر خطول انتقال فاضلاب از زمینهای بایر عبور کند می توان آن را با توجه به مسائل اقتصادی با دو لوله کوچکتر جایگزین نمود.

دوره طرح پیشنهادی در سیستم های جمع آوری و تصفیه فاضلاب شبکه جمع آوری و خطوط انتقال فاضلاب 25 الی 40 سال بخشهای سازه ای ایستگاه پمپاژ 25 الی 40 سال تجهیزات ایستگاه پمپاژ 15 الی 25 سال بخشهای سازه ای تصفیه خانه 25 الی 35 سال تجهیزات ایستگاه پمپاژ 15 الی 20 سال زمین مورد نیاز برای تصفیه خانه 40 الی 50 سال و بعضاً بیشتر بیش از حد طولانی شدن دوره طرح سبب کاهش دقت پیش بینی ها خواهد شد.

نقشه های مورد نیاز در طراحی شبکه های جمع آوری فاضلاب نقشه های توپوگرافی اولین قدم در طراحی سیستم های جمع آوری ثقلی تهیه نقشه های توپوگرافی است. این نقشه ها از طریق سازمان نقشه برداری کشور قابل تهیه است. در برخی موارد به دلیل قدمت نقشه ها، نقشه برداری های جدید صورت می پذیرد. نقشه های GIS نیز در این زمینه بسیار مفید فایده خواهند بود. نقشه های طرح تفضیلی و طرح جامع برای طراحی شبکه جمع آوری فاضلاب نیازمند وضعیت فعلی شهر و وضعیت توسعه شهر در آینده خواهید بود. اینچنین نقشه هایی توسط سازمان مسکن و شهرسازی و به کمک شهرداریها قابل انجام است. نقشه های سایر تاسیسات شهری برای جلوگیری از تداخل شبکه های جمع آوری فاضلاب با خطول آب، برق، گاز، مترو و غیره باید با مراجعه به سازمانهای مربوطه نسبت به تهیه و بررسی نقشه های آنها اقدام نمود.

فصل دوم مطالعات جمعیتی

اطلاعات جمعیتی گذشته حجم فاضلاب تولیدی در هر جامعه ای بستگی به جمعیت و سرانه تولید فاضلاب دارد. معتبرترین منبع در زمینه آمار و جمعیت مرکز آمار و اطلاعات ایران است که هر 10 سال یک بار آمار گیری انجام می دهد. مرکز آمار و اطلاعات ایران تحقیقات خود را در قالب یک کتابچه آماری در اختیار علاقه مندان قرار می دهد. در روند مطالعات جمعیتی گذشته باید به تعداد زاد و ولود، مرگ و میر و میزان مهاجرت توجه نمود.

رشد کل جمعیت = رشد طبیعی + میزان مهاجرت افزایش جمعیت افزایش جمعیت تابعی از رشد طبیعی و مهاجرت است. رشد طبیعی عبارتند از تفاضل ولادت و مرگ و میر در جامعه. رشد طبیعی می تواند مثبت و یا منفی باشد. رشد کل جمعیت = رشد طبیعی + میزان مهاجرت منظور از مهاجرت جابجایی جمعیت از یک منطقه جغرافیایی به منطقه دیگر است.

نکاتی پیرامون پیش بینی جمعیت در پیش بینی جمعیت آینده باید طرحهای کنترل جمعیت اجرا شده توسط دولت نیز در نظر گرفته شود. در شهرهای توریستی و باستانی علاوه بر جمعیت ثابت باید جمعیت متحرک (توریست) نیز در نظر گرفته شود. جمعیت ثابت × 2/0 الی 1/0 = توریست روزانه جمعیت ثابت × 8/0 الی 5/0 = توریست فصلی

روشهای پیش بینی جمعیت روش حسابی روش هندسی

روش حسابی پیش بینی جمعیت در آینده روش حسابی همان روش خطی است که ضریب رشد جمعیت به صورت یکنواخت طبق معادله زیر در نظر گرفته می شود: در این معادله : pn جمعیت در سال شروع بهره برداری po جمعیت در سال nام r ضریب رشد جمعیت بر حسب درصد در سال n تعداد سالهای مورد نظر

روش هندسی پیش بینی جمعیت در آینده در این روش رشد سالیانه جمعیت به صورت تصاعدی طبق معادله زیر در نظر گرفته می شود: در این معادله : pn جمعیت در سال شروع بهره برداری po جمعیت در سال nام r ضریب رشد جمعیت بر حسب درصد در سال n تعداد سالهای مورد نظر

کدام روش پیش بینی جمعیت در آینده مناسب تر است مطالعات مختلف نشان داده است که ضریب رشد جمعیتی ایران با روش هندسی بیشتر تطابق دارد. در مطالعات جمعیتی برای دقت بیشتر می توان از میانگین نتایج هندسی و حسابی بطور هم زمان استفاده نمود. نتایج محاسبات ناشی از روش هندسی جمعیت بیشتری را نشان خواهد داد.

مثال: جمعیت شهری را در 10 سال آینده مشخص نمایید در صورتی که جمعیت فعلی آن 58000 نفر و ضریب رشد سالیانه آن 2.1 درصد باشد. روش هندسی: روش حسابی: در برخی موارد می توان از برآوردهای جمعیتی 5 ساله استفاده نمود. این مورد در زمینه طرح هایی که به صورت فاز به فاز انجام خواهند شد کاربرد دارد.

تراکم جمعیت جهت محاسبه جمعیت تحت پوشش هر لوله فاضلاب رو اطلاع از مساحت تحت پوشش و جمعیت ساکن در آن ضروری است. تعداد افرادی که در واحد مساحت (هکتار) زندگی می کنند را تراکم جمعیت می نامند.

عوامل موثر بر تراکم جمعیتی مساحت شهر جمعیت شهر وجود فضای سبز و باغات نوع ساختمانها از نظر آپارتمانی بودن یا ویلایی بودن الگوی ساخت و ساز و سیاستهای توسعه افقی و عمودی شهر وضعیت اقتصادی جامعه و...

تقسیم بندی شهر از نظر تراکم نواحی با تراکم جمعیت پایین نواحی با تراکم جمعیت متوسط نواحی با تراکم جمعیت بالا معیار تقسیم بندی تراکم شهر به حداکثر و حداقل تراکم محاسبه شده در یک منطقه بستگی دارد.

محاسبه تراکم جمعیت با در دست داشتن مساحت و جمعیت شهر و به کمک فرمول زیر می توان تراکم جمعیت یک شهر را محاسبه نمود: تراکم جمعیت بر حسب هکتار = که در آن P جمعیت بر حسب نفر و A مساحت بر حسب هکتار خواهد بود.

مثال: در شهری با با مساحت 2200 هکتار و جمعیت 248600 نفر تراکم جمعیت چه میزان خواهد بود؟ نفر در هکتار

تراکم جمعیت خالص و ناخالص وجود باغات و فضاهای سبز می تواند منجر به کاهش تراکم جمعیت گردد. لذا می توان جمعیت را به صورت زیر به دو حالت خالص و نا خالص تقسیم نمود: جمعیت کل شهر تقسیم بر کل مساحت شهر (تراکم ناخالص). جمعیت شهر تقسیم بر مساحت کل شهر بدون محاسبه باغات و پارکها و فضاهای سبز عمده شهری (تراکم خالص). در نظر گرفتن تراکم خالص زمانی است که 25 درصد سطح یک شهر را فضای سبز و آن هم به صورت متمرکز تشکیل داده باشد. در غیر این صورت پارکها و بلوارها در تمام سطح شهر به صورت یکنواخت پراکنده اند.

تراکم خالص و ناخالص را برای شهری با جمعیت 670000 و مساحت 5250 هکتار که 1700 هکتار آن زیر پوشش باغات و پارکها می باشد را محاسبه نمایید. تراکم جمعیت خالص: تراکم جمعیت ناخالص: همانطور که مشخص است درصورت استفاده از جمعیت خالص در مناطق پرتراکم این شهر به جای عدد 188 از عدد 127 استفاده می شد. لذا طراحی با مشکلاتی مواجه می گشت.

تراکم جمعیت در سال مبداء و مقصد تراکم جمعیت در سال مبداء: جمعیت در سال مبداء تقسیم بر مساحت شهر در سال مبداء تراکم جمعیت در سال مقصد: جمعیت در سال مقصد تقسیم بر مساحت شهر در سال مقصد.

تراکم جمعیت در سال مبداء: مثال: شهری در حال حاضر 770 هکتار مساحت و 139370 نفر جمعیت دارد. برسسی های شهر سازی نشان می دهد در 30 سال آینده مساحت شهر 1050 هکتار و نرخ رشد جمعیت طی 30 سال آینده بطور متوسط دو و یک دهم درصد بیش بینی شده است. تراکم جمعیت در سال مبداء و مقصد را در طوره طرح 30 ساله محاسبه نمایید. تراکم جمعیت در سال مبداء: جمعیت شهر در 30 سال آینده: تراکم جمعیت در سال مقصد:

فصل سوم تولید فاضلاب

فاضلاب شهری در شبکه های مجزا مجموعه ای از فاضلابهای خانگی، عمومی، اداری، تجاری، صنعتی، نشتاب و آب باران غیر مجاز جریان دارد. فاضلاب را در مواقع غیر بارانی، جریان در هوای خشک (DWF) می نامند. فاضلاب را در مواقع بارانی، جریان در هوای مرطوب (WWF) می نامند.

فاضلاب خانگی میزان فاضلاب تولیدی در هر جامعه ای تابعی از میزان آب مصرفی آن جامعه می باشد. آب مصرفی هم خود تابعی از شرایط اقلیمی، اقتصادی، فرهنگی، اجتماعی، اداب و رسوم، سطح بهداشت و زندگی مردم است. بیش از 70 درصد فاضلاب شهری را فاضلاب خانگی نشکیل می دهد.

سرانه تولید فاضلاب متوسط سرانه مصرف آب در شهرهای ایران 150 الی 220 لیتر در شبانه روز به ازای هر نفر می باشد. متوسط سرانه مصرف آب در روستاهای ایران 80 الی 120 لیتر در شبانه روز به ازای هر نفر می باشد. مقدار ضریب تبدیل آب به فاضلاب در ایران مابین 70 الی 90 درصد و بطور متوسط 80 درصد می باشد.

محاسبه سرانه تولید فاضلاب CS سرانه تولید فاضلاب CW سرانه مصرف آب f ضریب تبدیل آب به فاضلاب که معمولاً 80 درصد درنظر گرفته می شود.

مثال: در جامعه ای که سرانه مصرف آب برابر با 200 لیتر در شبانه روز است و با احتساب ضریب تبدیل آب به فاضلاب 0/8 سرانه تولید فاضلاب را محاسبه نمایید.

استاندارد سرانه مصرف آب ایران طبق دستورالعمل سازمان مدیریت و برنامه ریزی حداقل مصرف آب در ایران 75 لیتر در شبانه روز به ازای هر نفر و حداکثر آن نیز 150 لیتر در شبانه روز به ازای هر نفر می باشد. اگر مصرف آب شامل مصارف فضای سبز و اتلاف آب نیز باشد ضریب تبدیل آب به فاضلاب کمتر از مقادیر ذکر شده خواهد شد.

محاسبه سرانه مصرف آب اولین قدم برای محاسبه سرانه مصرف آب بررسی اطلاعات مصرف آب مشترکین شرکت آب و فاضلاب در بخش انفورماتیک است. هرچه اطلاعات طولانی تری در این زمینه وجود داشته باشد سرانه محاسبه شده دقیق تر خواهد بود. حداقل دوره مورد نیاز جهت بررسی و محاسبه سرانه مصرف آب 12 ماه می باشد. با توجه به اینکه شرکتهای آب و فاضلاب از 1370 به بعد تاسیس شدند لذا تا کنون اطلاعات کافی جمع آوری شده است.

محاسبه سرانه مصرف آب روش ساده درصورت مشخص بودن مصرف آب در یک دوره معیین (حداقل یک ساله) و مشخص بودن جمعیت از فرمول زیر می توان سرانه را مشخص نمود: CW متوسط مصرف سرانه بر حسب لیتر در روز به ازاء هر نفر (Lpcd) Q دبی کل مصرف آب بر حسب متر مکعب در سال P تعداد جمعیت مصرف کننده آب

نکاتی در زمینه روش ساده تعیین سرانه مصرف نکاتی در زمینه روش ساده تعیین سرانه مصرف از روش ساده تعیین سرانه مصرف آب فقط می توان در شهرکها و شهرهای کوچک استفاده نمود. این روش در شهرهایی که جمعیت زیاد داشته و اطلاعات جمعیتی دقیقی در آنها وجود ندارد خطای زیادی دارد. پیشنهاد می شود برای پروژهای واقعی از روش نمونه گیری تصادفی استفاده شود.

مثال: شهرکی 4500 نفره در طول یک سال گذشته 262800 متر مکعب آب مصرف نموده است. متوسط سرانه مصرف آب را در طول یک سال مشخص نمایید.

تعیین سرانه مصرف آب از روش نمونه گیری تصادفی در این روش قبض آب تعدادی از مشترکین به صورت تصادفی انتخاب شده و بررسی می گردد. در شهرهایی با کمتر از 5000 نفر جمعیت 20 الی 25 درصد قبضها و در شهرهایی با جمعیت بیش از 500000 نفر جمعیت حداقل 1 درصد قبضها بررسی می گردند. برای تعیین سرانه مصرف آب می توان از فرمول های موجود در این زمینه استفاده نمود.

تعیین سرانه مصرف آب از روش نمونه گیری تصادفی پس از انجام مطالعات اولیه از طریق معادلات زیر می توان سرانه مصرف آب را تعیین نمود: N تعداد مشترکین انتخاب شده F بعد انشعاب (تعداد خانوارهایی که از یک انشعاب استفاده می کنند). E بعد خانوار (تعداد افرادی که در یک خانواده زندگی می کنند). مطابق سرشماره نفوس و مسکن در سال 1395 تعداد خانوارهای کل کشور 24196035 مورد، بعد خانوار کل کشور 3.3، بعد خانوار مناطق شهری 3.3 و بعد خانوار مناطق روستایی 3.4 تخمین زده شده است.

مثال: شهری با جمعیت 135000 نفر و تعداد کل 16600 فقره انشعاب موجود می باشد. 5 درصد انشعابات (830 فقره) مورد بررسی قرار گرفته و مقدار مصرف آنها برابر با 417250 متر مکعب براورد شده است. با در نظر گرفتن بعد انشعاب برابر با یک و هشت دهم و بعد خانوار برابر چهار و نیم سرانه مصرف آب را محاسبه نمایید.

فاضلاب اماکن عمومی، اداری و تجاری علاوه بر مصارف خانگی در شهرها مصارف تجاری، اداری و عمومی نیز وجود دارد. لذا محاسبه آنها نیز از اهمیت بالایی بر خوردار است. P کل جمعیت شهر N تعداد روزهای مصرف M کل مصرف آب مراکز عمومی، اداری، تجاری در یک دوره آماری معین

محاسبه سرانه مصرف آب در سال پایان دوره طرح با گذشت زمان در کشورهای در حال توسعه سطح بهداشت و در کنار آن مصرف آب افزایش خواهد یافت. این افزایش می تواند معادل نیم درصد در سال باشد. Wn سرانه مصرف آب یا تولید فاضلاب در سال nام مورد نظر بر حسب Lpcd W0 سرانه مصرف آب یا تولید فاضلاب در سال مبداء بر حسب Lpcd n تعداد سالهای مورد نظر (دوره طرح) r نرخ رشد سالانه سرانه مصرف آب یا تولید فاضلاب بر حسب درصد

سرانه مصرف آب در 30 سال بعد: مثال: جامعه ای سرانه مصرف آن در حال حاضر 190 لیتر در روز است. نرخ رشد سالیانه مصرف آب در این جامعه نیم درصد است. همچنین ضریب تبدیل آب به فاضلاب نیز در این جامعه 80 درصد می باشد. سرانه مصرف آب و تولید فاضلاب در 30 سال بعد را مشخص نمایید. سرانه مصرف آب در 30 سال بعد: سرانه تولید فاضلاب در 30 سال بعد:

تقسیم بندی مناطق شهر بر حسب سرانه مصرف آب مناطق با مصرف سرانه پایین (کمتر از 120 لیتر در روز) مناطق با مصرف سرانه متوسط (مابین 120 الی 220 لیتر در روز) مناطق با مصرف سرانه بالا (بیش از 220 لیتر در روز) در اکثر مناطق میزان تراکم جمعیت با مصرف سرانه آب رابطه معکوس دارد. این تقسیم بندی مختص شهرهای بزرگ می باشد.

فاضلاب صنعتی فاضلاب تولیدی در صنایع به دو بخش زیر تقسیم می شوند: فاضلاب تاسیسات بهداشتی یا اصطلاحاً فاضلاب بهداشتی فاضلاب فرایندی (بعضاً نیازمند پیش تصفیه می باشند)

روشهای محاسبه میزان فاضلاب صنعتی محاسبه سرانه کل تولید فاضلاب با در نظر گرفتن فاضلاب صنعتی روش جمعیت معادل هیدرولیکی (HPE) روش موضعی

محاسبه سرانه کل تولید فاضلاب با در نظر گرفتن فاضلاب صنعتی سرانه کل تولید فاضلاب = سرانه تولید فاضلاب خانگی و عمومی + سرانه تولید فاضلاب صنعتی 1000 × = سرانه تولید فاضلاب صنعتی کل فاضلاب صنعتی تولیدی در محدوده شهر بر حسب متر مکعب در روز جمعیت شهر

روش جمعیت معادل هیدرولیکی HPE یعنی هر کارخانه معادل چند نفر فاضلاب تولید می نماید. در این روش پس از تعین مقدار جمعیت معادل آن را به جمعیت کل شهر اضافه می نماییم. HPE = × 1000 دبی فاضلاب صنعتی بر حسب متر مکعب در روز سرانه تولید فاضلاب بر حسب Lpcd

روش موضعی تعیین مقدار فاضلاب صنعتی کارخانجاتی که دبی فاضلاب بسیار زیادی داشته باشند بر روی قطر لوله فاضلاب رو به صورت موضعی تاثیر زیادی دارند. دبی این فاضلاب با دبی متوسطی که برای شهر محاسبه خواهد شد، فقط در پایین دست لوله جمع آوری مربوطه با آن جمع خواهد شد.

نشتاب مجموعه آبهای ورودی به فاضلاب روها که از طریق اتصالات، شکستگی ها و پوسیدگی ها، دیواره آدم روها و محل اتصال انشعابات منازل به شبکه وارد می گردد را نشتاب گویند. در محاسبه حداکثر دبی موجود در فاضلاب روها باید این میزان نیز در نظر گرفته شود.

فاکتورهای اثر گذار بر روی مقدار نشتاب طول شبکه قطر لوله های فاضلابرو مساحت تحت پوشش شبکه نوع و تعداد اتصالات جنس لوله های فاضلابرو شرایط خاک سطح آبهای زیر زمینی عمر شبکه جنس آدم روها کیفیت اجرای لوله گذاری تراکم جمعیت

واحدهای میزان نشتاب متر مکعب در روز به ازاء هر میلی متر قطر لوله در هر کیلومتر طول آن متر مکعب در روز در هکتار لیتر در ثانیه در هکتار متر مکعب در کیلومتر طول لوله در روز

مقدار نشتاب بر اساس رهنمودهای صنعت آب ایران در مناطقی که سطح آب زیر زمینی پایین است 15 الی 30 متر مکعب بر کیلومتر در روز در مناطقی که سطح آب زیر زمینی بالا است 30 الی 120 متر مکعب بر کیلومتر در روز

آب باران غیر مجاز ورودی به فاضلابروها بطور معمول مقداری از آب باران روزانه از طُرُق مختلف وارد شبکه های فاضلاب می شوند که به آنها آب باران غیر مجاز می گویند.

عوامل موثر بر میزان تخلیه آب باران به شبکه فاضلاب نفوذ ناپذیر بودن زمین در منطقه و عدم امکان حفر چاه جاذب. بالا بودن سطح آبهای زیر زمینی در بعضی مناطق مانع حفر چاه جاذب می باشد. عدم وجود سیستم جمع آوری آبهای سطحی در سطح شهر. وجود ساختمانهای قدیمی در بافتهای قدیمی شهر.

محاسبه دبی سیلاب Q دبی سیلاب بر حسب متر مکعب در ثانیه C ضریب رواناب که با توجه به نوع پوشش سطوح و معابر متفاوت است. I شدت بارندگی بر حسب میلی متر در ساعت. A مساحت حوزه بر حسب هکتار

شدت بارش مطالعات انجام شده در شهر تهران معادله زیر را برای تعیین شدت بارش مشخص نموده اند: I شدت بارندگی بر حسب میلیمتر در ساعت t مدت زمان بارش بر حسب دقیقه در مورد سایر شهرها باید با مراجعه به سازمان هوا شناسی منطقه نسبت به اخذ معادلات و یا نمودارهای مربوطه اقدام نمود.

دوره بازگشت با افزایش دوره بازگشت میزان اطمینان به سیستم بیشتر شده لیکن هزینه ها افزایش می یابد. دوره بازگشت فاضلابروهای فرعی 2 سال دوره بازگشت شبکه های اصلی و نیمه اصلی 5 سال دوره بازگشت خط انتقال 10 الی 25 سال

زمان تمرکز مجموع مدت زمان ورود و زمان جریان را زمان تمرکز می نامند. زمان تمرکز برای نقاط خارج از شهر را 5 الی 15 دقیقه در نظر می گیرند. برای تعیین مدت زمان تمرکز سرعت جریان را 1 متر بر ثانیه در نظر گرفته و در مرحله بعد با توجه به طول مسیر و لوله مدت زمان تمرکز را محاسبه می نماییم.

عامل اصلی تعیین مقدار این ضریب جنس سطح می باشد. ضریب رواناب (C) این ضریب تعیین کننده مقدار آب بارانی است که بر روی سطح زمین جریان یافته. عامل اصلی تعیین مقدار این ضریب جنس سطح می باشد. A مساحت منطقه C ضریب رواناب برای هر منطقه Cm ضریب رواناب متوسط برای کل حوزه آبریز اگر اطلاعات کافی در زمینه مساحت مناطق مختلف در دسترس نباشد می توان C را بطور متوسط برابر با شصد و پنج صدم الی هفت دهم در نظر گرفت.

مثال: در حوزه آبریزی به مساحت 5 هکتار در شهر تهران زمان تداوم بارندگی 60 دقیقه سیلاب را برای دوره بازگشت دو ساله محاسبه نمایید. مقدار ضریب C را شصد و پنج صدم در نظر بگیرید. محاسبه شدت بارندگی محاسبه دبی سیلاب

روش اول محاسبه میزان آب باران غیر مجاز درصد منازل مسکونی که آب باران آنها به فاضلابروها می ریزد مشخص می گردد. مساحت پشت بامهای منازل فوق محاسبه می گردد. مساحت بدست آمده در مرحله قبل را در معادله سیلاب می گزاریم. دبی سیلاب محاسبه شده را بر مساحت کل شهر تقسیم می کنیم. بطور معمول دو نیم الی 5 درصد آب باران منازل به شبکه های فاضلاب رو تخلیه می گردد.

روش دوم محاسبه میزان آب باران غیر مجاز بطور متوسط می توان 40 الی 50 درصد دبی فاضلاب خانگی را به عنوان میزان آب باران غیر مجاز در نظر گرفت.

نوسانات تولید فاضلاب علت تولید نوسانات فاضلاب همانا نوسانات مصرف آب می باشد. نوسانات می تواند به صورت فصلی، ماهیانه، هفتگی، روزانه و ساعتی باشد. نوسانات ساعتی نقش مهمی در طراحی شبکه های فاضلاب رو دارد. سرعت جریان فاضلاب باید بیش از مقداری باشد که امکان ته نشینی مواد به وجود آید. میزان نشتاب ورودی به فاضلاب روها تقریباً ثابت است. آب باران غیر مجاز در مواقع بارندگی حداکثر خواهد بود. پیک اول تولید فاضلاب اوایل صبح می باشد. پیک دوم تولید فاضلاب اوایل شب می باشد. تعداد جمعیت و نوسانات تولید فاضلاب با یکدیگر نسبت عکس دارند.

محاسبه ضریب حداقل و حداکثر تولید فاضلاب P جمعیت تحت پوشش بر حسب هزار نفر از معادلات فوق زمانی استفاده می گردد که تصفیه خانه فاضلاب فعال و نتایج حاصل از دبی سنجی عملی وجود نداشته باشد. ضریب حداکثر بین یک و نیم الی 6 می باشد.

محاسبه ضرایب حداقل و حداکثر در شهرهای دارای تصفیه خانه ضریب حداقل: دبی حداقل تقسیم بر دبی متوسط ضریب حداکثر: دبی حداکثر تقسیم بر دبی متوسط

مثال: اگر دبی متوسط، حداقل و حداکثر ورودی به یک تصفیه خانه برابر با 200، 140 و 450 متر مکعب در ساعت باشد ضرایب حداقل و حداکثر را محاسبه نمایید. ضریب حداقل ضریب حداکثر

محاسبات دبی فاضلاب شبکه فاضلاب باید جوابگوی شرایط فعلی و آینده باشد. لذا ظرفیت تولید فاضلاب در هر دو شرایط بایست مشخص گردد.

فرمولهای محاسبه دبی در سال ابتدای دوره طرح شبکه فاضلاب باید جوابگوی شرایط فعلی و آینده باشد. لذا ظرفیت تولید فاضلاب در هر دو شرایط بایست مشخص گردد. دبی متوسط در سال ابتدا دبی حداقل در سال ابتدا دبی حداکثر در شرایط غیر بارانی در سال ابتدا دبی حداکثر در شرایط بارانی در سال ابتدا ضریب حداقل در سال ابتدا ضریب حداکثر در سال ابتدا میزان نشتاب آب باران غیر مجاز دبی فاضلاب خانگی و عمومی سال ابتدا

فرمولهای محاسبه دبی در سال مقصد دوره طرح شبکه فاضلاب باید جوابگوی شرایط فعلی و آینده باشد. لذا ظرفیت تولید فاضلاب در هر دو شرایط بایست مشخص گردد. دبی متوسط در سال مقصد دبی حداقل در سال مقصد دبی حداکثر در شرایط غیر بارانی در سال مقصد دبی حداکثر در شرایط بارانی در سال مقصد ضریب حداقل در سال مقصد ضریب حداکثر در سال مقصد دبی فاضلاب خانگی و عمومی سال مقصد میزان نشتاب آب باران غیر مجاز

مثال: با توجه به اطلاعات زیر شرایط ابتدا و انتهای دوره را محاسبه نمایید. جمعیت سال مبداء: 3250 نفر جمعیت سال مقصد: 5389 نفر سرانه تولید فاضلاب در سال مبداء: 185 لیتر در روز سرانه تولید فاضلاب در سال مقصد: 212/7 لیتر در روز مساحت تحت پوشش 5 هکتار نشتاب 30 متر مکعب در روز در هکتار میزان آب باران غیر مجاز نیم لیتر در ثانیه در هکتار حل: برای سال مبداء

مثال: با توجه به اطلاعات زیر شرایط ابتدا و انتهای دوره را محاسبه نمایید. جمعیت سال مبداء: 3250 نفر جمعیت سال مقصد: 5389 نفر سرانه تولید فاضلاب در سال مبداء: 185 لیتر در روز سرانه تولید فاضلاب در سال مقصد: 212/7 لیتر در روز مساحت تحت پوشش 5 هکتار نشتاب 30 متر مکعب در روز در هکتار میزان آب باران غیر مجاز نیم لیتر در ثانیه در هکتار حل: برای سال مقصد

فصل چهارم مبانی فنی طراحی

حداقل سرعت جریان فاضلاب حداقل سرعت جهت جلوگیری از رسوب گذاری می باشد. کاهش سرعت و رسوب گزاری می تواند موجب تولید گاز خورنده و خوردگی لوله شود. سرعت حرکت فاضلاب باید به حدی باشد که باعث شستشوی لوله گردد (سرعت خودشویی). جهت جلوگیری از رسوب مواد آلی سرعت حداقل سه دهم متر بر ثانیه می باشد. جهت جلوگیری از رسوب شن و ماسه سرعت حداقل شش دهم الی هفتاد و پنج صدم متر بر ثانیه می باشد. درصورتی که سرعت حرکت فاضلاب در سالهای اول بهره برداری کم باشد شستشوی مصنوعی شبکه لازم است. درصورتی که ارتفاع رسوبات در لوله بیست و پنج درصد قطر لوله باشد، شستشو ضروری است. یکی از روشهای متداول در طراحی شبکه استفاده از سرعت خودشویی می باشد. در طول شبانه روز حداقل یک بار با توجه به تغییرات دبی سرعت باید به حد خودشویی برسد. سرعت خودشویی در حالت غیر بارانی و برای سال اول مابین شش دهم الی هفتاد پنج صدم متر در ثانیه می باشد. در مناطق کم شیب و در سال اول بهره برداری ممکن است سرعت خودشویی تامین نگردد لذا شستشوی دوره ای تا رسیدن به دبی تامین کننده سرعت خودشویی الزامی است. در برخی کشورهای اروپایی سرعت خودشویی را بر اساس دبی متوسط جریان برابر با نیم متر بر ثانیه درنظر میگیرند.

تصاویری از سیستمهای مدرن شستشوی فاضلابرو

تصاویر استفاده از واترجت جهت شستشوی فاضلابرو

سیستم های سنتی شستشوی فاضلابروها

حداقل سرعت جریان فاضلاب سرعت خود شویی مناسب در ایران نیم متر بر ثانیه با احتساب دبی حداکثر می باشد. در مواقعی که عمق لوله بیش از حد معمول گردد می توان از سرعت 0/3 در ثانیه و با انجام شستشوی مصنوعی در نظر گرفته می شود. در طراحی شبکه های درهم سرعت خود شویی مابین 0/9 الی 0/75 متر بر ثانیه در نظر گرفته می شود.

نمونه ای از رسوب در فاضلابرو

حداکثر سرعت در سیستم های جمع آوری فاضلاب سرعت حداکثر به همان میزان سرعت حداقل مهم است. سرعت بیش از حد باعث فرسایش و سائیدگی می گردد. تلاطم ناشی از سرعت زیاد منجر به خروج گاز سولفید هیدروژن و خوردگی لوله می شود. حداکثر سرعت مجاز در شبکه جمع آوری به جنس لوله بستگی دارد. لوله های بتنی فرسایش پذیرتر بوده و سرعت حداکثر کمتری را نسبت به پلی اتیلن و سفال دارند. حداکثر سرعت مجاز برای لوله های بتنی 3/5 متر در ثانیه است. حداکثر سرعت مجاز برای لوله های پلی اتیلن، فایبرگلاس و سفالی برای شرایط دبی حداکثر فاضلاب و شرایط بارانی در پایان دوره طرح 5 متر بر ثانیه است.

عمق نصب فاضلاب رو ها حداقل عمق فاضلابروها به ترتیب اولویت بسته به عوامل زیر است: وجود و یا عدم وجود زیر زمین مسکونی در شهر. عمق سایر تاسیسات شهری. بارهای ترافیکی که بعداً باید از روی لوله عبور کنند.

شکستگی تاج لوله در اثر بارگزاری بیش از حد

حداقل عمق لوله های جمع آوری فاضلاب عمق لوله باید در حدی باشد که فاضلاب زیرزمینها بطور ثقلی جمع گردد. ساختمانهایی که بیش از یک طبقه زیر زمین دارند باید از پمپاژ استفاده کنند. مطالعات در تهران نشان داده است که حداقل عمق لازم برای جمع آوری فاضلاب زیرزمینها 2/65 است. در شهرهای فاقد زیرزمین مسکونی عمق سایر تاسیسات شهری چون لوله های آب ملاک عمل قرار می گیرد. لوله های فاضلاب بایست حداقل 0/5 متر پایین تر از لوله فاضلاب و با فاصله حداقل 3 متر قرار گیرد. بطور معمول درصورت عدم وجود زیرزمین مسکونی حداقل عمق 1/8 الی 2 متر در نظر گرفته می شود. در صورت عدم امکان رعایت فاصله افقی 3 متر باید حتماً فاصله عمودی 0/5 متر ملاک عمل گرفته شود. در کوچه های پر پیچ و خم با توجه به عمق سایر تاسیسات شهری حداقل عمق 1/5 متر نیز در نظر میگردد.

حداقل شیب فاضلاب روها شیبی که سرعت حداقل یا سرعت خودشویی را در سال اول بهره برداری تامین نماید. حداقل شیب تابعی از قطر فاضلابرو می باشد. هرچه قطر فاضلابرو افزایش یابد حداقل شیب کاهش می یابد. درصد پرشدگی نیز در تعیین حداقل شیب مورد نیاز فاضلابروها موثر است. با توجه به مطالب فوق در یک قطر مشخص نیز با توجه به درصد پر شدگی حداقل قطر متفاوت خواهد بود. افزایش ضریب زبری لوله نیز باعث افزایش حداقل شیب میگردد و برعکس. تجربه سیستم فاضلاب تهران نشان داد که در اقطار 200 و 250 میلیمتر رعایت شیب 4 در هزار مناسب است.

حداقل شیب فاضلاب روها در اقطار بزرگ در قطرهای بسیار بزرگ شیب را 0/8 در هزار و یا 8 در ده هزار پیشنهاد می دهند. در عمل اجرای اینچنین شیب دقیقی بسیار مشکل و در برخی موارد غیر ممکن است. لذا توصیه می گردد حداقل شیب اجرایی در لوله های بزرگ از 1 در هزار متر کمتر در نظر گرفته نشود.

حداکثرشیب فاضلاب روها حداکثر شیب فاضلابروها شیبی است که سرعت فاضلاب در مواقع حداکثر جریان در سال مقصد از حد تعیین شده فراتر نرود. بنابر این حداکثر شیب مورد نیاز در فاضلابروها تابعی از قطر لوله، دبی فاضلاب و درصد پرشدگی آن می باشد. با توجه به اینکه از سیستم فاضلاب رو در حالت پر استفاده نمی گردد اعدادی که در برخی مراجع به عنوان حداکثر سرعت در حالت پر عنوان می گردد قابل استفاده نخواهد بود.

در روستاها حداقل قطر را می توان 160 میلی متر در نظر گرفت. حداقل قطر فاضلاب روها دلیل تعریف حداقل قطر فاضلابرو، جلوگیری از انسداد آن توسط ورود اجسام درشت است. انتخاب حداقل قطر مستقل از دبی فاضلاب و جمعیت تحت پوشش می باشد. تجربه نشان داده گرفتگی لوله ها در قطر حداقل 200 میلیمتر بسیار اندک است. از طرف دیگر کوچک ترین قطر قابل استفاده به عنوان فاضلابرو باید از قطر انشعاب آب منازل بزرگتر باشد. لازم به ذکر است که متداولترین قطر انشعاب منازل 150 میلی متر است. با توجه به مطالب فوق بهترین گزینه برای حداقل قطر فاضلابرو 200 میلیمتر است. در کوچه هایی که احتمال ساخت آپارتمانهای بلند در آن می باشد حداقل قطر را می توان 250 میلیمتر درنظر گرفت، زیرا اختلاف هزینه این دو تنها 5 درصد می باشد. در روستاها حداقل قطر را می توان 160 میلی متر در نظر گرفت.

درصد پرشدگی فاضلاب روها با توجه به اینکه برآورد دقیق پارامترهای طراحی در آینده ممکن نیست لذا فاضلابروها در شرایط دبی حداکثر بایست به صورت غیر پر جریان یابد تا ضریب اطمینانی در زمینه انتقال مناسب فاضلاب حتی درصورت وجود مقدار فاضلابی بیش از حد پیش بینی شده وجود داشته باشد. درصد پرشدگی به صورت زیر تعریف می گردد: در معادله فوق D قطر لوله و H ارتفاع فاضلاب جاری شده در لوله می باشد. به دلیل نوسانات موجود درصد پرشدگی در فاضلابروهای کوچک کمتر از فاضلابروهای بزرگ درنظر گرفته می شود. درصد پرشدگی

رابطه بین قطر و درصد پرشدگی فاضلابرو تحقیقات و مطالعات مختلف محققین رابطه مابین قطر لوله و درصد پر شدگی آن را به صورت جدول زیر نمایش می دهد: حداکثر درصد پرشدگی مجاز (H/D) قطر لوله برحسب میلی متر ردیف 66 درصد 200 الی 300 1 80 درصد 900 الی 350 2 85 درصد 1000 و بیشتر 3 حداقل پرشدگی لوله ها برای تامین سرعت خودشویی لازم 10 درصد است. رعایت حداقل سرعت خودشویی منجر به تامین خود به خودی حداقل درصد پرشدگی می گردد. لذا این پارامتر در جدول محاسبات هیدرولیکی به کار گرفته نمی شود.

ضریب بهره برداری از شبکه از لحاظ تعریف ضریب بهره برداری از شبکه برابر است با جمعیت متصل به شبکه به کل جمعیت. ضریب بهره برداری می توان برای کل شهر و یا برای بخشی از شهر محاسبه نمود.

شرایط موثر بر مقدار ضریب بهره برداری عدم امکان تخلیه ثقلی فاضلاب بخشهایی از شهر. وجود منازلی با بیش از 2 طبقه زیر زمین. بالا بودن هزینه انشعاب فاضلاب و عدم توانایی صاحبان منازل در پرداخت آن. پایین بودن سطح آب زیر زمینی و مناسب بودن خاک برای حفر چاه جاذب. وجود بافتهای قدیمی و سنتی در شهر. وجود ساختمانهایی که قبلاً پیش بینی لوله کشی فاضلاب در آنها نشده و چندین انشعاب غیر متمرکز دارند. پایین بودن آگاهی مردم نسبت به مزایای اخذ انشعاب فاضلاب (تاثیرات بهداشتی و زیست محیطی).

شرایط موثر بر افزایش مقدار ضریب بهره برداری افزایش سطح آگاهی مردم نسبت به مزایای دفع صحیح فاضلاب. وضع قوانین کارآمد در زمینه اجبار در خرید انشعاب. عدم ارئه پایان کار توسط شهرداری به منازلی که پیش بینی انشعاب فاضلاب را ننموده اند. تقسیط هزینه خرید انشعاب فاضلابروها.

لوله های مورد استفاده در فاضلابروها عمده ترین بخش هزینه های یک شبکه مربوط به خرید لوله ها می باشد. انتخاب جنس لوله در عملکرد سیستم جمع آوری فاضلاب بسیار با اهمیت است. به دلیل وجود گاز سولفید هیدروژن در فاضلابروها، امکان خوردگی تاج لوله وجود دارد. استفاده از لوله های مقاوم به خوردگی در شبکه های فاضلاب اجباری است.

در انتخاب لوله ها باید به نکات زیر توجه نمود در دسترس بودن و امکان تولید آنها در داخل کشور. مقاومت و دوام لوله در برابر خوردگی. صاف بودن جدار داخلی لوله و حفظ آن تا پایان عمر شبکه. سهولت نصب و آب بندی لوله ها. دارا بودن تنوع قطر خصوصاً در کارخانجات نزدیک به محل احداث. ارزان تر بودن با در نظر گرفتن شرایط خاص موجود. سبک بودن.

انواع لوله های بکار گرفته شده در فاضلابروها لوله های بتنی لوله های آزبست سیمان لوله های فایبرگلاس لوله های پلی اتیلن لوله های چدنی لوله های سفالی

آدم روها (مَنحل) آدم روها به منظور رفع گرفتگی، شستشو و یا بازدید شبکه فاضلاب احداث می گردند. 25 درصد از هزینه شبکه فاضلاب مربوط به ساخت آدم رو ها می باشد. تهویه گازهای تولیدی در شبکه از طریق آدم روها انجام می گیرد.

نکات مهم در طراحی آدم روها دسترسی آسان به فاضلابرو در مواقع لزوم. حداقل تداخل با هیدرولیک فاضلابروها. مقاوم بودن نسبت به نفوذ آبهای زیرزمینی اطراف. قابلیت تحمل بارها و فشارهای وارده.

محل احداث آدم روها در محل تغییر جهت و یا تغییر قطر لوله ها. در محل تلاقی یک یا چند لوله فاضلاب به یکدیگر. در مناطق پرشیب به منظور کاهش سرعت جریان فاضلاب. در ابتدای شروع هر فاضلابرو. در مسیرهای مستقیم به فواصل معین.

فاصله بین آدم روها در مسیرهای صاف فاصله به متر قطر فاضلابرو بر حسب میلیمتر ردیف 40 الی 80 200 الی 400 1 80 الی 120 500 الی 900 2 120 الی 150 1000 و بالاتر 3 در موارد استثنایی و در مسیرهایی که خطوط اصلی فاضلاب از زمینهای بایر عبور می نماید می توان فاصله میان آدم روها را تا 200 متر نیز در نظر گرفت.

اجزاء تشکیل دهنده آدم رو اطاقک بازدید میله ورودی پله دریچه بازدید

جنس آدم روها جنس آدم رو ها بستگی به موقعیت احداث آنها دارد. جنس مصالح در خیابانها و پیاده روها متفاوت است. جنس آدم روها در مناطقی با سطح آب زیرزمینی بالا باید خاص باشد. بطور معمول جنس آدم روها بتنی است. در مناطق کم عرض و قدیمی می توان از آجر نیز برای ساخت استفاده کرد. اخیراً آدم روهای پلی اتیلنی و فایبرگلاسی نیز وارد بازار شده است.

فصل پنجم طراحی هیدرولیکی فاضلابروها 125

معادله مانینگ VF سرعت فاضلاب در حالت پر QF دبی فاضلاب در لوله و در حالت پر R شعاع هیدرولیکی S شیب فاضلابرو A سطح مقطع لوله n ضریب ضبری لوله که به ضریب مانینگ معروف است. 126

ضریب مانینگ این ضریب به جنس لوله بستگی دارد: لوله های بتنی: 013/0 تا 015/0 لوله های پلی اتیلن و PVC: 011/0 الی 012/0 لوله های سفالی: 011/0 الی 012/0 لوله های فایبرگلاس: 01/0 الی 011/0 127

شعاع هیدرولیکی شعاع هیدرولیکی عبارتند از نسبت سطح مقطع لوله به محیط خیس شده. چون لوله های فاضلاب معمولاً دایره ای شکل هستند لذا در حالت پر شعاع هیدرولیکی آن می تواند اینگونه محاسبه شود: 128

مثال: در یک فاضلابرو با قطر 300 میلی متر و شیب 7 در هزار و ضریب زبری 013/0 سرعت و دبی در حالت پر را بر حسب متر در ثانیه و متر مکعب در ثانیه محاسبه نمایید. 129

مثال: سرعت و دبی فاضلاب در یک فاضلابرو از جنس پلی اتیلن با ضریب مانینگ برابر 011/0 چه میزان بیشتر از یک فاضلابروی از جنس بتن با عدد مانینگ 013/0 است؟ شرایط هیدرولیکی هر دو لوله مشابه می باشد (قطر 250 میلی متر و شیب 10 در هزار). 130

محاسبه پارامترهای مورد نیاز در حات غیر پر برای محاسبه پارامترهای زیر می توان از نمودار و جداول مربوطه استفاده نمود. نسبت دبی واقعی فاضلاب به دبی در حالت پر نسبت سرعت واقعی فاضلاب به سرعت در حالت پر نسبت ارتفاع فاضلاب به قطر لوله که به این نسبت درصد پرشدگی نیز می گویند نسبت شعاع هیدرولیکی در حالت غیر پر به حالت پر نسبت سطح مقطع فاضلاب در حالت غیر پر به حالت پر 131

نمودار محاسبه نسبت های هیدرولیکی در حالت غیر پر در فاضلابروها با سطح مقطع دایره ای 132

استفاده از جدول برای محاسبه نسبتهای هیدرولیکی از جدول مندرج در صفحه 143 الی 145 کتاب نیز می توان نسبتهای هیدرولیکی را محاسبه نمود. برای محاسبه اعدادی که در این جدول وجود ندارند باید از میان یابی استفاده نمود. 133

فاضلاب عبوری از فاضلابرو برش عرضی فاضلابرو D فاضلاب عبوری از فاضلابرو H بیشترین سرعت حرکت فاضلاب در فاضلابرو با زاویه θ برابر با 258 درجه و بیشترین دبی در زاویه 308 درجه ایجاد می گردد.

شرایط ایجاد سرعت ماکزیموم درصورتی که عمق فاضلاب در لوله های مدور 81/0 درصد قطر فاضلابرو باشد سرعت جریان فاضلاب در لوله 5/12 درصد از حالت پر بیشتر است. در معادله فوق H عمق فاضلاب و D قطر فاضلابرو می باشد و شرایط ایجاد حداکثر سرعت را نمایش می دهد.

شرایط ایجاد دبی ماکزیموم در معادله فوق H عمق فاضلاب و D قطر فاضلابرو می باشد و شرایط ایجاد حداکثر دبی عبوری را نمایش می دهد. نسبت فوق بر اساس معادله مانینگ محاسبه شده است.

تعیین θ با توجه به درصد پرشدگی با قرار دادن درصد پرشدگی مورد نظر در معادله فوق می توان θ را محاسبه نمود.

معادلات مورد نیاز جهت تعیین قطر با کمک معادلات فوق می توان A یا سطح مقطع فاضلاب جریان یافته در لوله، P یا محیط خیس شده و نهایتاً R یا همان شعاع هیدرولیکی را محاسبه کرد. در معالات فوق D قطر لوله و θ زاویه محل تماس فاضلاب با لوله و مرکز لوله مدور می باشد.

مثال: اگر زاویه θ در فاضلابرویی برای بیشترین جریان معادل 258 درجه در نظر گرفته شود رابطه های قطر با سطح، محیط خیس شده و شعاع هیدرولیکی لوله را محاسبه نمایید.

قطر تجاری برخی لوله های فاضلاب موجود در بازار گران قطر به میلیمتر قطر به اینچ 50 2 75 3 100 4 125 5 150 6 بسیار گران 200 8 450 10 300 12 350 14 400 16

معادلات مورد نیاز برای تعیین قطر فاضلابرو در سرعت حداکثر برای تعیین قطر ابتدا با کمک معادله پیوستگی (معادله شماره 4) و با فرض اینکه سرعت بهینه 9/0 متر بر ثانیه است می توان سطح را محاسبه نمود و با قرار دادن سطح در معادله شماره 1 این صفحه قطر را محاسبه نمود. پس از محاسبه قطر به کمک معادله شماره 2 محیط خیس شده و از طریق معادله شماره 3 شعاع هیدرولیکی را محاسبه نمود.

تعیین شیب فاضلابرو برای تعیین شیب فاضلابرو با فرض سرعت مجاز 0/9 متر بر ثانیه می توان از معادله مانینگ استفاده نمود.

تعیین شیب طبیعی زمین A کد ارتفاعی زمین در منهول بالادست که از روی نقشه خوانده می شود. B کد ارتفاعی زمین در منهول پایین دست که از روی نقشه خوانده می شود. L طول لوله S شیب طبیعی زمین

مثال: دبی حداکثر در سال مقصد برای لوله ای 0/5466 متر مکعب در ثانیه می باشد. در صورت استفاده از لوله ای که ضریب ماننینگ آن برابر با 0/012 باشد و با فرض سرعت جریان 0/9 متر بر ثانیه قطر و شیب فاضلابرو را محاسبه نمایید.

ارتفاع تاج لوله تا سطح زمین تعیین عمق لوله گذاری عمق لوله گذاری ضخامت هر لبه لوله سطح زمین ارتفاع تاج لوله تا سطح زمین قطر لوله رقوم کف لوله

تعیین عمق لوله گذاری عمق لوله گذاری در پایین دست = (شیب × طول لوله) + عمق لوله گذاری در بالادست

تعیین کد ارتفاعی کف لوله کد ارتفاعی کف لوله پایین دست = (شیب × طول لوله) - کد ارتفاعی کف لوله بالادست

اجرای طراحی شبکه فاضلاب برای ارائه گزارش طراحی شبکه فاضلاب از یک جدول 47 ستونه استفاده می شود که هرستون با اطلاعات موجود تکمیل می گردد.

کنترل صحت محاسبات در جدول گزارش طراحی کنترل صحت محاسبات بر سه اصل زیر استوار هستند: سرعت فاضلاب در سال مبداء (سرعت خودشویی) از 0/6 متر بر ثانیه بیشتر باشد. درصد پرشدگی در سال مقصد بیش از 66 درصد نباشد. حداکثر سرعت فاضلاب در سال مقصد بیش از 3/5 متر در ثانیه نباشد. درصورت وجود مشکلات فوق می توان با تغییر قطر هر لوله مشکلات را مرتفع نمود.

مثال: با توجه به مشخصات زیر مطلوب است تکمیل فرم طراحی خطوط لوله: مساحت طرح 2 هکتار، جمعیت طرح 2000 نفر، سرانه مصرف آب 200 لیتر در شبانه روز به ازاء هر نفر، ضریب افزایش سرانه مصرف آب را در 10 سال آینده صفر در نظر بگیرید، ضریب تبدیل آب به فاضلاب 8/0، ضریب رشد جمعیت دو و یک دهم درصد، طول دوره طرح 10 سال، درصد پرشدگی در سال مقصد را 81 درصد فرض کنید، ضریب ماننینگ را 012/0 در نظر بگیرید، میزان نشت آب را 30 متر مکعب به ازای هر هکتار در روز در نظر بگیرید، میزان آب باران غیر مجاز 5/0 لیتر در ثانیه در هکتار،

محاسبه افت فشار (HL) برای محاسبه افت فشار در هر لوله می توان به صورت زیر عمل نمود: شیب محاسبه شده برای هر لوله بر حسب متر بر متر ×طول هر لوله

تعیین کد ارتفاعی کف لوله کد ارتفاعی کف لوله پایین دست = (شیب × طول لوله) - کد ارتفاعی کف لوله بالادست

تعیین عمق لوله گذاری عمق لوله گذاری در پایین دست = (شیب × طول لوله) + عمق لوله گذاری در بالادست

استفاده از نرم افزارهای مربوطه برای انجام محاسبات می توان از نرم افزارهای ساده ای همچون Sewer و یا نرم افزارهای پیچیده تر همچون SewerCAD استفاده نمود. آموزش نرم افزارهای فوق را می توانید از طریق وب سایت زیر دانلود نمود: www.jami.ac.ir/downloads.html

کد ارتفاعی در منحل شماره 1 کد ارتفاعی در منحل شماره 2 3 5 A1=0.1 A2=0.2 L=40m A3=0.1 1 L=40m L=40m 3 5 L=50m 2 6 4 L=50m 2 4 برای تعیین دبی در هر گره می توان از این روش پهنه بندی استفاده نمود. در این روش از وسط هر لوله خطی رسم نموده تا در نهایت برای هر گره یک منطقه مشخص گردد. A6=0.43 A4=0. 41 6 A5=0. 76 L=40m 7 کد ارتفاعی در منحل شماره 1 کد ارتفاعی در منحل شماره 2 کد ارتفاعی در منحل شماره 3 کد ارتفاعی در منحل شماره 4 کد ارتفاعی در منحل شماره 5 کد ارتفاعی در منحل شماره 6 کد ارتفاعی در منحل شماره 7 100 99.5 99.9 99.3 99.8 99.6 98

تهویه شبکه جمع آوری فاضلاب جهت جلوگیری از خوردگی الزامی است هوای خروجی از فاضلاب روها به دلیل وجود گازهای بد بو در آنها مشکل ساز خواهد بود. لذا استفاده از انوع بیوفیلترها در این زمینه می تواند بسیار مفید فایده باشد.

ویدئو متری لوله های فاضلاب برای مشخص نمودن مشکلاتی که به واسطه عدم امکان دیدن درون لوله ها ممکن است پیش بیاید، بایست به طور منظم ویدئو متری لوله ها انجام گیرد.