محاسبات سپتیک تانک

مخزن سپتیک در واقع یک مخزن ته نشینی کوچک می باشد که به دلیل زمان ماند طولانی، فاضلاب در آن تحت اثر باکتریهای غیر هوازی به حالت معلق در می آید. سرپوشیده نمودن آن به منظور جلوگیری از مزاحمت بوی نامطبوع می باشد.نظر به اهمیتی که مخزن سپتیک در کاهش آلودگی و مواد آلی فاضلاب دارد، اغلب به عنوان یک راه حل موقت دفع فاضلاب بکار می رود. در این روش کلیه فاضلاب منزل بوسیله فاضلاب رو ساختمان وارد مخزن می گردد. فعل و انفعالاتی که در مخزن سپتیک صورت می گیرد عبارتست از پالایش ابتدایی فاضلاب که همان ته نشینی است، حتماً موادی که در مخزن ته نشین و یا رونشین می شوند مراحلی از تصفیه را می گذرانند که درباره آن نیز مختصری گفتگو خواهد شد.
مخزن به نحوی طراحی می شود که فاضلاب ورودی به آن تقریباً‌بین یک تا سه روز باقی می ماند. در مدت مذکور مواد معلق نسبتا سنگین فاضلاب به صورت لجن در کف مخزن ته نشین شده و بیشتر مواد معلق سبک و از جمله روغن و چربی به تدریج به شکل کف غلیظی در سطح مایع شناور می گردد. وقتی که مقدار فاضلاب وارد مخزن می شود به اندازه هم حجم آن پساب از لوله خروجی دفع می شود. لجن ته نشین شده در کف مخزن در اثر فعالیت باکتریهای غیر هوازی تجزیه گردیده ایجاد گاز می نماید. نتیجه فعل و انفعالات مزبور، کاهش قابل ملاحظه حجم لجن می باشد و به همین دلیل معمولاً تخلیه لجن مخزن هر 2 تا 4 سال یکبار بر حسب زمان ماند اولیه ضرورت می یابد. در پساب مخزنی که صحیح طرح و اجرا شده است مواد معلق و تیرگی کمی وجود خواهد داشت معذالک هنوز کاملاً‌ صاف نیست و بوی مخصوص فاضلاب می دهد. بعلاوه پساب مزبور احتمالاً از نظر بهداشت به علت در برداشتن باکتریهای بیماری زا، کیست و تخم کرمهایی که کاملاً‌ از بین نرفته اند مخاطره انگیز می باشد.

 

همزمان و متناوب با تجزیه لجن در مخزن گاز تولید می شود که به صورت حبابهای ریز به سوی سطح مایع صعود می نماید. گازهای مزبور در حین برخورد به فاضلاب وارده مولکولهای آن را با موجودات ریز که عامل اصلی عملیات تجزیه اند جذب می کنند. ذرات مزبور در سطح مایع تجمع یافته و به تدریج آن را سنگین و ضخیم می کند تا آنجه که کف مذکور در اثر افزایش وزن اندکی ریز سطح مایع قرار می گیرد. گسترش لایه های شناور گاهی به میزانی است که سطح زیرین آن حتی تا درون فاضلابروی اصلی نیز ادامه می یابد. پیدایش این وضع معمولاً همزمان با افزایش لجن در کف مخزن است و نتیجتاً گذرگاه فاضلاب در داخل مخزن آنقدر کوچک می شود که فرصت کافی برای ته نشین شدن مواد معلق فاضلاب تازه تخلیه شده باقی نمی ماند و در نتیجه در پساب مخزن مقدار قابل توجهی مواد شناور مشاهده خواهد شد. اشکال مزبور را می توان با تخلیه و تنظیف منظم مخزن مرتفع کرد.

 

از طرف دیگر صعود حبابهای گاز در درون مایع مخزن تا حدودی سیر طبیعی ته نشینی مواد جامد را مختل می کند. راه حل این مشکل ساختمان یک مخزن دو انباره است. به این ترتیب که مواد معلق سبک که از انباره اول خارج می شوند با شرایط مساعدتری در محیط آرام انباره دوم ته نشین می شوند. این کار به خصوص در مواقعی که حجم لجن ته نشین شده زیاد و تجزیه بی هوازی سریعاً در حال گسترش است، بسیار موثر می باشد. لجن انباره دوم معمولاً‌ یکنواخت تر و کف متشکله در آن کمتر از انباره اول است. مواد معلق، پساب چنین دستگاهی نیز کمتر از دستگاه یک مخزنه است.

سپتیک تانک ساده ترین نوع تصفیه خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی ( ته نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بیهوازی همزمان در آن انجام می گیرد.

جهت حذف چربی ها و مواد معلق پساب مکانهایی نظیر رستورانها، هتل ها، کارخانه جات و …. که دارای آشپزخانه بزرگی هستند استفاده می گردد .

 

سپتیک تانک ساده ترین نوع تصفیه خانه تک واحدی است که تصفیه مکانیکی ( ته نشینی) و تصفیه زیستی با کمک باکتریهای بیهوازی همزمان در آن انجام می گیرد.

سپتیک تانک تشکیل شده از استوانه سر پوشیده شده ای که معمولاً با بتن آرمه و در ابعاد مختلف ساخته می شوند . فاضلاب پس از ورود به انباره به دلیل کاهش سرعت جریان آن قسمتی از مواد معلق خود را به صورت ته نشینی از دست می دهد و از سوی دیگر انباره بیرون می رود

و مواد ته نشین شده به صورت لجن در کف انبار جمع می شوند . این لجن حاوی ارگانیسم های زنده مفیدی می باشند. این ارگانیسم ها از فاضلاب ورودی به عنوان غذا فاضلاب را تصفیه می کند و به این دلیل حجم لجن در این سیستم تقریباً ثابت بوده و تا چند سالی نیاز به تصفیه لجن ندارد.

 

محاسن سپتیک تانک:

–  سرعت اجرا

–  مناسب برای زمین های دژ و یا زمین هایی که قدرت جذب بسیار کمی دارند و یا مناطقی که سطح آبهای زیر زمینی در آن بالا باشد

–  به دلیل استقرار در زمین مکانی را اشغال نمی نماید

–  هزینه بسیار مناسب

–  بدلیل عدم استفاده از وسایل الکترومکانیکال نیازی به تعمیر و هزینه نگهداری و اپراتور ندارد.

 

و نهایتا اینکه سپتیک تانک حوض ته نشینی ساده ایست که در آن فاضلاب با سرعتی کم و بطور مداوم در جریان است لذا مواد معلق ته نشین شده بصورت لجن در کف انباره با کمک باکتری های بی هوازی هضم میشود، و در نتیجه تبدیل به مواد آبکی و گازی شکل می گردد و از حوض خارج می شود لذا از مقدار لجنی که باید تخلیه شود کاسته می شودبطوریکه تخلیه لجن حداکثر یک بار درسال و در نهایت 5 سال یکبار نیاز به خالی کردن پیدا می کند.  نکته مهمی که باید حتماٌ رعایت شود این است که در تمام مدت مقدار فاضلابی که از سپتیک خارج می شود برابر با مقدار فاضلابی باشد که وارد سپتیک تانک می شود.

مکان یابی سپتیک تانک

دور از مسیر نهرها و آبگیرها باشد، در سطحی هموار ساخته شود، سپتیک تانک در جهت مخالف وزش بادهای غالب ساخته شود

چند نکته:

– طول انباره مستطیل شکل را 2 تا 4 برابر پهنای آن انتخاب می کنند.

– عمق موثر برای انباره باید 1.2 متر باشد، عمق موثر عبارتست از فاصله آزاد فاضلاب تا کف تانک.

– فاصله سطح فاضلاب تا سقف انباره حداقل باید 30 تا 40 سانتی متر باشد.

برای زلال سازی بهتر فاضلاب معمولاٌ سپتیک تانکها را دو یا سه مخزنه می سازندکه حجم قسمت اول را دو برابر  حجم قسمتهای بعدی طراحی می کنند.  که این امر به منظور جلوگیری از نوسانات

سطحی فاضلاب و طولانی تر کردن تخلیه لجن صورت می گیرد.

– ضریب تبدیل آب مصرفی به فاضلاب معمولاٌ برابر 80 درصد در نظر گرفته می شود.

– میزان تولید فاضلاب با توجه به سرانه مصرف آب و ضریب تبدیل آن به فاضلاب برای زمان ماند 12 تا 15 ساعت (به دلیل عدم حضور پرسنل عملیاتی در طول روز) طراحی می گردد.

 

طرز ساخت فضای داخل سپتیک تانک

جریان فاضلاب بین مخازن توسط لوله های با قطر 10 تا 15 سانتی متر برقرار می گردد، ممکن است این امر بوسیله سوراخهایی که در دیواره جداکننده به فاصله 30 تا 40 سانتی متر از سطح آزاد فاضلاب تعبیه می شند انجام گیرد تا مواد شناور از انباره فاضلاب سرریز نشود. فاصله مرکز تا مرکز لوله ها  و یا سوراخها  30 سانتی متر در نظر می گیرند.

 

بمنظور خروج گازهای ایجاد شده از تجزیه فاضلاب در فضای سپتیک، از لوله ای به قطر 10 سانتی متر استفاده می شود. برای جلوگیری از ایجاد مزاحمت توسط بو ارتفاع لوله تهویه را حداقل 1.5 متر بالاتر از ارتفاع بالاترین ساختمان در نظر می گیرند. همچنین برای جلوگیری از ورود و یا افتادن جانوران و پرندگان به لوله تهویه دو کار صورت می گیرد: یا در انتهای آن توری نصب می کنند و یا با نصب زانوی 90 درجه امتداد دهانه خروجی لوله تهویه را به طرف زمین بر می گردانند.

برای بازدید، تمیز کاری و تعمیر کردن تانک، تعبیه دریچه آدم رو  ضروری است.

بمنظور جلوگیری از حرکت اغتشاشی فاضلاب ورودی که ممکن است موجب خروج کف ناشی از عمل تجزیه فاضلاب گردد از مانع استفاده می کنند. این مانع ممکن است با نصب سه راهی و تغییر جهت دادن لوله ورودی داخل تانک از حالت افقی به عمودی عملی گردد. معمولاٌ انتهای لوله ورودی را حدود 30 سانتی متر و انتهای لوله خروجی فاضلاب را 45 سانتی متر پایین تر از سطح آزاد فاضلاب نصب می کنند.

در حال حاضر حداکثر جمعیتی که می توان فاضلاب حاصل از فعالیت انها را با سپتیک تانک تصفیه نمود 300 تا 400 نفر توصیه شده است.

با نصب دیواره در داخل فضای سپتیک تانک حجم آن را به دو قسمت تقسیم می کنند، بطوریکه حجم فضای مربوط به ورود فاضلاب دو برابر حجم فضای قسمت خروجی باشد.

 

محاسبات سپتیک تانک

برای محاسبه حجم سپتیک تانک اطلاع از مقدار فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز در ساختمان ضروری است.

حجم سپتیک تانک بر حسب مقدار فاضلاب تخلیه شده در آن متفاوت و بشرح زیر است:

1.  اگر حجم فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز تا 2 متر مکعب باشد، حجم تانک 3 متر مکعب منظور می شود.

2.اگر حجم فاضلاب 2 تا 6 متر مکعب باشد، حجم تانک 1.5 برابر حجم فاضلاب محاسبه می گردد.

3.اگر حجم فاضلاب 6 تا 60متر مکعب باشد حداقل حجم تانک مطابق رابطه زیر بدست می آید:

 

V=4500+0.78Q

مقدار فاضلاب جمع آوری شده در شبانه روز Q=

حداقل حجم سپتیک تانک V=

حوضچه چربی گیر

در ساختمانهای مجهز به آشپزخانه بزرگ و در موسساتی که مقدار فاضلاب آشپزخانه زیاد باشد، حوضچه چربی گیر ضروری است. حجم حوضچه چربی گیر 5 لیتر برای هر نفر کافی است و حداقل حجم قابل قبول نیز 120 لیتر می باشد.

 

بهره برداری از سپتیک تانک

زمان تخلیه سپتیک تانک بطور معمول و در شرایطی که ظرفیت تانک خوب محاسبه شود و از ریختن مواد غیر از فاضلاب جلوگیری شود، حدود یک سال مناسب خواهد بود.

از ریختن مواد ضد عفونی کننده به داخل سپتیک تانک به علت از بین بردن باکتری ها خودداری شود.

تمام لجن نباید از تانک تخلیه گردد زیرا مقداری لجن برای شروع مجدد فعالیتهای میکروب لازم می باشد

 

دفع فاضلاب تصفیه شده خروجی از سپتیک تانک

پساب خروجی سپتیک تانک را بر حسب نفوذ پذیری زمین به دو طریق دفع می کنند:

1.  در زمین های با نفوذ پذیری زیاد، ترانشه ای به عمق 45 سانتی متر حفر کرده و پساب سپتیک تانک را در آن تخلیه می کنند.

در زمین های با نفوذپذیری کم، فاضلاب خروجی از سپتیک تانک را به داخل چاه جذبی هدایت می کنند.

2. در صورتیکه زمین از نفوذپذیری کمی برخوردار باشد بیاد با ایجاد ترانشه هایی پر از شن و ماسه دانه بندی شده سطح تماس فاضلاب با زمین را افزایش داد.

ظرفیت نفوذپذیری زمین

ظرفیت نفوذپذیری زمین برای فاضلاب کمتر از آب است، زیرا مواد اضافی موجود در فاضلاب موجب بوجود آمدن مواد ژله ای می شود.

بنابر تعریف، مدت زمانی که لازم است سطح آب در داخل چاله ای به ابعاد 30 در 30 سانتی متر و عمق 45 سانتی متر،  به اندازه 2.5 سانتی متر پایین رود، ظرفیت نفوذ پذیری زمین گفته می شود.

نکته: قبل از انجام آزمایش زمین محل آزمایش را باید خیس کرد و آزمایش را انجام داد.

سطح زمین لازم برای جذب فاضلاب تصفیه شده بصورت زیر محاسبه می شود:

با داشتن زمان جذب در صورتیکه از لوله سوراخدار و ترانشه جهت دفع فاضلاب استفاده می شود، می توان از رایطه زیر استفاده نمود.

 

Q =۱.۳/Ta + ۷.۵

Q : دبی فاضلاب یا بار سطحی فاضلاب وارد بر سطح جذب کننده بر حسب m3/m2.d از سطح کف ترانشه

Ta : زمان جذب بر حسب دقیقه

با اطلاع از مقدار کل فاضلاب و مساحت لازم برای جذب آن می توان با استفاده از جدول زیر طول ترانشه ها را حساب کرد:

برای تداوم عمل تصفیه و تسریع والکنشهای بیولوژیکی توسط باکتری های هوازی عمق ترانشه را خیلی کم و حدود 90-45 سانتی متر در نظر می گیرند، قطر لوله های پخش که در کف ترانشه نصب می شوند حدود 10 سانتی متر و طول آن برای واحد های کوچک 100 متر است. جنس لوله های پخش کننده فاضلاب معمولاٌ سفال می باشد.

 

شیب لوله ها اگر 100 متر باشد 3/. درصد و اگر 300-100 متر باشد، 5/. درصد انتخاب می گردد.

حداقل فاصله بین دیواره دو ترانشه معمولاٌ یک متر انتخاب می گردد.

در دفع فاضلاب در صافی های شنی معمولاٌ دو ردیف لوله استفاده  می شودردیف بالا به قطر 10 سانتی متر برای پخش فاضلاب در صافی و ردیف زیرین برای جمع آوری فاضلاب صاف شده تعبیه می گردد. مقدار فاضلابی که در هر متر مربع از صافی شنی در روز می تواند عبور کند 45 لیتر است که معادل زمان جذب در حدود 23 دقیقه می باشد. عمق بستر ماسه 75 سانتی متر است.

در صورتیکه از چاه برای دفع پساب سپتیک تانک شود، مقدار فاضلاب جذب شده در هر متر مربع سطح دیواره چاه از رابطه زیر بدست می آید:

 

Q =۱.۷۶/Ta + ۷.۵

Q : مقدار فاضلاب جذب شده بر حسب m3/m2.d

Ta : زمان جذب بر حسب دقیقه

در محاسبالت نفوذپذیری چاه سطح کف چاه را در نظر نمی گیرند، همچنین برای جلوگیری از آلودگی آبهای زیر زمینی لازم است کف چاه حداقل 3-1.5 متر بالاتر از سطح آب زیر زمینی باشد .