کتاب اصول بهره برداری شبکه و تصفیه خانه فاضلاب

عنوان کتاب: اصول بهره برداری شبکه و تصفیه خانه فاضلاب

نویسندگان: ناصر همت افزا، حمید امیری، سماء آزادی

شبکه فاضلاب و اهمیت آن

با شکل گیری تمدن و نیاز انسان به بالا بردن بهداشت شبکه های فاضلابی رفته رفته شکلی مدرن به خود گرفت و البته هنوز هم گروه های متخصص در تلاش برای هرچه بهتر شدن این شبکه های فاضلاب برای دفع فضولات انسانی و صنعتی و آبهای سطحی حاصل از بارندگی است.

از موضوعات دارای اهمیت در شبکه های فاضلاب مقدار فاضلابی ست که در دوره اجرای طرح، تولید می شود. همین طور کسب آگاهی از پارامترهای مهمی همچون مقدار جمعیت شهری، محاسبه مقدار فاضلاب خانگی و صنعتی.

موفقیت طرح با در نظر گرفتن این دو مقوله حاصل می شود الف: توجه به مقدار کم فاضلاب در آغاز بهره بردای و توجه به سرعت جریان و مقدار ته نشین نشدن مواد معلق نارسائی، ب: تکمیل شبکه های جمع آوری فاضلاب که همزمان با دوره اول (الف) صورت می گیرد.

درباره کتاب

در این کتاب با مهم ترین عوامل مؤثر در بهره برداری شبکه و تصفیه خانه فاضلابی آشنا خواهیم شد، موضوع بهره برداری که مورد توجه نویسنده کتاب بوده نکته ای است که در نظر نگرفتن آن باعث عدم موفقیت پروژه خواهد شد. در این کتاب با عوامل حیاتی چون تعیین مرحله بندی اجرایی اجزاء، پیش بینی جمعیت برپایه روش های لگاریتمی، تصاعد هندسی، رشد حسابی و ….، تعیین مصرف سرانه آب و فاضلاب، روشهای اجرای شبکه فاضلاب، ضوابط فنی شبکه فاضلاب…، و بیش از سی مورد سر فصل دیگر که همگی از اهمیت بالایی برای فراگیری اصول بهرداری شبکه ها و تصفیه های فاضلابی مورد استفاده دانشجویان، مهندسان خواهد بود.

فهرست کتاب

فصل 1:  مروری بر کلیات طراحی سامانه های فاضلاب (شبکه و تصفیه خانه) 9

1-1- مقدمه. 10

1-2-دوره طرح و تعیین مرحله بندی اجرایی اجزاء مختلف طرح.. 10

1-3-آینده نگری جمعیت در گزینه های مختلف… 11

1-3-1- پيش‌بيني جمعیت بر پايه روش رشد حسابی.. 12

1-3-2- پيش‌بيني جمعيت بر پايه روش تصاعد هندسي.. 12

1-3-3- پيش‌بيني جمعیت بر پايه روش لگاريتمي.. 12

1-3-4- پيش‌بيني جمعيت بر پايه روش کاهش روند افزايشی رشد. 12

1-3-5- روش ترکیبی.. 12

1-4- تعیین مصرف سرانه آب و تولید فاضلاب… 13

1-4-1- مصرف سرانه آب… 13

1-4-2- تحلیل فایر(Fair & Geyer ) برای پیش بینی مصرف سرانه. 14

1-4-3- مصارف عمومی، تجاری و صنعتی در شهر. 14

1-4-4- نشتاب (Infiltration). 14

1-5-کيفيت فاضلاب… 15

1-6- روش های اجرای شبکه فاضلاب… 16

1-6-1- لوله گذاری به روش ترانشه باز 16

1-6-2- تونل زنی.. 18

1-7-پارامترهای مؤثّر در وسعت  طرح و انتخاب محل تصفیه خانه فاضلاب… 19

1-8-روابط هیدرولیکی طراحی شبکه فاضلاب… 20

1-9-ضوابط فنی طراحی شبکه فاضلاب… 22

1-9-1- محدودیت سرعت… 22

1-9-2- محدودیت شیب… 22

1-9-3- محدودیت ارتفاع فاضلاب در فاضلابرو 23

1-9-4- محدودیت قطر. 23

1-9-5- محدودیت عمق.. 23

1-9-6- محل قرارگرفتن لوله. 24

1-9-7- بررسی عوامل مؤثر بر خوردگی و فرسایش لوله ها و تأسیسات فاضلاب… 24

1-9-8- بررسی تمهیدات لازم به منظور جلوگیری از خوردگی، فرسایش و رسوب در خطوط جمع آوری و خط انتقال.. 25

فصل 2: اصول طراحی شبکه فاضلاب بوسیله  نرم افزار SewerCAD… 27

2-1-مقدمه. 28

2-2-آماده کردن نقشه ها 28

2-3-شروع کار با نرم افزار SewerCAD… 29

2-4-اجزای تشکیل دهنده شبکه در نرم افزار SewerCAD… 31

2-4-1- لوله و مجاری فاضلابرو 32

2-4-2- منهول ها یا آدمروها 34

2-4-3- خروجی (Outlet) 35

2-5- محاسبه دبی فاضلاب تولیدی.. 37

2-5-1- ضريب تبديل آب به فاضلاب… 37

2-5-2- نشتاب… 38

2-5-3رواناب يا آب نفوذي.. 38

2-5-4- وارد کردن اطّلاعات دبی در نرم افزار 38

2-5-5- تخصیص ضریب ماکزیمم دبی به هر منهول.. 41

2-5-6-وارد کردن رقوم ارتفاعی منهول ها 43

2-5-7- وارد کردن اطّلاعات مرتبط با لوله ها 44

2-5-8- معرفی کردن ضوابط طراحی به نرم افزار 46

2-5-9- اجرا کردن و طراحی نهایی.. 47

2-5-10- طریقه گرفتن گزارش از نرم افزار 48

فصل 3: اصول بهره برداری از شبکه جمع آوری فاضلاب… 51

3-1-مقدمه. 52

3-2-اثرات اختلال سامانه فاضلاب بر معابر شهری.. 52

3-3-دستورالعمل عملیاتی مقابله با اتفاقات در خطوط انتقال فاضلاب… 53

3-3-1- تجهیزات مورد نیاز در خطوط فاضلاب جهت مدیریت شرایط اضطراری.. 53

3-3-2- دستورالعمل های عملکردی درشرایط اضطراری خطوط جمع‌آوری و انتقال فاضلاب… 58

3-3-3- مدیریت ظرفیت در شبکه‌های فاضلاب… 67

3-3-4- بازرسی و بازبینی از خطوط جمع‌آوری فاضلاب… 68

3-3-5- ارزیابی شرایط خطوط جمع‌آوری فاضلاب… 70

3-3-6- استفاده از واترجت جهت شستشوی مجاری فاضلاب… 71

3-3-7- برنامه کنترلی ورود روغن و چربی و نفت در شبکه فاضلاب… 72

فصل 4: اصول طراحی و بهره برداری از تصفیه خانه های فاضلاب… 73

4-1-لزوم و ضرورت تصفیه فاضلاب… 74

4-1-1- توسعه پایدار 74

4-1-2- حفظ محیط زیست… 74

4-1-3- جلوگیری از اشاعه بیماریها 74

4-1-4- منافع زیبایی شناختی.. 75

4-1-5- منافع اقتصادی.. 75

4-1-6- استفاده مجدد از آب برای تأمین بخشی از نیازآبی.. 75

4-1-7- استفاده از لجن تصفیه شده 75

4-1-8- اشتغالزایی.. 75

4-2-تصفيه  فاضلاب… 76

4-2-1- فرآیندهای تصفيه فاضلاب… 77

4-2-2- مراحل مختلف تصفيه فاضلاب… 78

4-3-روشها و واحدهای مختلف در هر یک از مراحل تصفيه فاضلاب شهري.. 81

4-3-1- تصفيه مقدماتي.. 81

4-3-2- حوضچه هاي ته نشيني اوّليه. 94

4-3-3- تصفيه ثانويه. 100

× روش هوادهي تدريجي (( Tapered Aeration.. 105

× روش اختلاط كامل ) (Completely Mixed.. 106

× هوادهي پله اي (Step Aeration). 107

× تثبيت با برخورد مواد جامد ( (Contact Stabilization.. 107

فصل 5: تجهیزات الکترومکانیکال تصفیه خانه. 177

5-1-مقدمه. 178

5-2-پمپ‌های جابجایی مثبت… 181

5-3-پمپ‌های سانتریفوژ (پمپ‌های گریز از مرکز) 182

5-3-1- پمپ‌های سانتریفوژ با جریان شعاعی.. 183

5-3-2- پمپ‌های سانتریفوژ با جریان محوری.. 183

5-3-3- پمپ‌های سانتریفوژ با جریان مختلط… 184

5-3-4- ترکیب‌های پمپ گریز از مرکز. 184

5-4-منحنی خصوصیات پمپ (pump charattristic curves). 186

5-5-اصول و مبانی موتورهای الکتریکی.. 189

5-5-1- موتورهای القایی با حلقه لغزان.. 190

5-5-2- موتورهای همزمان (synchronous motor). 191

5-5-3- نکات بهره برداری و نگهداری از پمپ و الکترو موتور 192

5-5-4- نگهداری و تعمیرات (نت) مبتنی بر PM و PDM…. 195

بخشی از آنچه در این کتاب می خوانیم

روش نهرهاي اكسيداسيون ((Oxidation Ditches

 در اين سيستم بجای حوض هوادهي از نهر طويل و كم عمق كه به صورت يك حلقه بسته است استفاده مي شود.

با استفاده از هواده هاي شانه اي دوّار (Brush Rotary Aerators) فاضلاب در اين نهر با سرعت كم (حدود 5/0 متر برثانيه) به جريان مي افتد.

قسمتي از هوادهی از طريق عمل هواده هاي مزبور و بقيه بر اثر تماس سطحي فاضلاب و هوا در طول مسير طولاني نهر تأمين مي شود. جريان در اين نهرها از نوع نهرگونه است.

مشخصات اصلي انواع روش های لجن فعّال در جدول 29 و 30 ارائـه گرديده است. در جدول 31 نيز پارامترهای طراحی اين روش­ ها ارائـه شده است.

خلاصه نكات مهم در مورد فرآيند های ذكر شده به شرح ذيل می باشد:

1- روش هوادهي ممتد و نهرهاي اكسيداسيون داراي زمان ماند بيشتري بوده ( 36 – 18 ساعت ) و در نتيجه نسبت به ساير روش ها مساحت بيشتر و همچنين تجهيزات هوادهی و بالطبع برق بيشتری مصرف مي نمايند.

بهره برداري از اين دو روش نسبتاً راحت تر و نياز به در نظر گرفتن تأسيسات هضم و تثبيت لجن نمی باشد. تجهيزات برگشت لجن فعّال نيز در اين سيستم از ساير روش ها پر هزينه­ تر است.

2- روش اختلاط كامل نسبت به سه فرآيند ذكر شده به زمين كمتري احتياج دارد و نيز نسبت به دو روش هوادهي ممتد و نهرهاي اكسيداسيون به اكسيژن كمتري نياز دارد. ليکن بهره برداري از اين روش مشكل بوده و نياز به تأسيسات هضم و تثبيت لجن مي­باشد.

3- در روش متعارف مساحت مورد نياز نسبت به روش هوادهي ممتد و نهرهاي اكسيداسيون كمتر مي باشد امّا نسبت به روش اختلاط كامل به زمين بيشتري نيازمند است.

مشكلات بهره برداري در اين روش نسبت به روش اختلاط كامل كمتر است و نياز به تأسيسات هضم لجن مي باشد. تجهيزات برگشت لجن در اين سيستم نسبت به روش اختلاط كامل از ظرفيت كمتري برخوردار است.

پارامترهاي طراحي در 3 روش فوق (هوادهي گسترده – اختلاط كامل و متعارف) در جدول 32 به دليل كاربرد وسيع اين روش ها مورد مقايسه قرار گرفته است.

 چرا این کتاب

اهمیت دانش و آگاهی درست و نیز نوع جمع آوری اطلاعات در شروع طرح های بهره برداری شبکه ای فاضلاب پیش از از انجام هرکاری در شروع طرح مورد نیاز است؛ و این کتاب تلاش دارد تا مخاطب خود را به بهترین و کارآمد ترین شکل ممکن با اصول و دانش مورد نیاز مبحث مورد بحث آشنا و آموزش دهد.

این کتاب برای چه کسانی می تواند کارآمد باشد

دانشجویان و مهندسان و محققان در حوضه آب و فاضلاب و آب های زیرزمینی، مهندسی آب و فاضلاب، عمران- آبشناسی