بخشی از مقاله
معرفی روشهاي مدرن بهسازي شبکه هاي آسیب دیده فاضلاب و مقایسه تطبیقی آنها با شاخص عملکرد
چکیده
امروزه بهره برداري و نگهداري بهینه از شبکه هاي فاضلاب شهري با هدف اقـزایش عمـر مفیـد سـرویس دهـی شبکه تبدیل به یکی از چالش هاي اساسی صنعت آب و فاضلاب گشته است. از آنجـا کـه تعمیـر فاضـلابروهاي آسیب دیده با روشهاي قدیمی و لوله گذاري هاي مجدد کاري بسیار مشکل می باشد، لذا روشهاي نوین تعمیر، بهسازي و بازسازي شبکه هاي فاضلاب مدتهاست که در کشورهاي پیشرفته دنیـا در حـال اجراسـت. لـیکن بـا توجه به تنوع و گستردگی روشهاي مدرن، انتخاب روش مناسب با حداقل هزینـه و سـهولت اجـرا متناسـب بـا عیوب شبکه حائز اهمیت می باشد. هدف از این مطالعه، تعیین نحوه عملکرد هر یـک از روش هـاي مـذکور در شرایط مختلف و تصمیم گیري براي انتخاب روش مناسب بهسازي است.
کلید واژه: مقایسه، بهسازي، فاضلاب، عملکرد.
مقدمه
امروزه بهره برداري و نگهداري بهینه از شبکه هاي فاضلاب شهري با هدف اقزایش عمر مفید سرویس دهی شبکه تبدیل به یکی از چالش هاي صنعت آب و فاضلاب گشته است؛ خوردگی در اغلب خطوط بتنی قدیمی منجر بـه افـزایش زبـري و حتـی فروریـزش شبکه و در پی آن مشکلات ترافیکی،اجتماعی وزیست محیطی ایجاد شده است. تعمیر فاضلابروهاي آسیب دیده با روشهاي قدیمی و لوله گذاري هاي مجدد با حفر ترانشه، کاري بسیار مشکل می باشد، لذا روشهاي نوین تعمیر، بهسازي و بازسازي شبکه هاي فاضلاب مدتهاست که در کشورهاي پیشرفته در حال اجراست. اخیراً نیاز به ورود تکنولوژي هاي روز و بومی نمودن آنها در کشور ما نیز مورد توجه قرار گرفته است. معایب قابل توجه در برخی فاضلابروهاي تازه اجرا شده نیز لزوم آشنایی با شیوه هاي بهسـازي فاضـلابروها را مشخص می نماید. لیکن با توجه به تنوع روشها، انتخاب روش مناسب با حداقل هزینه و سهولت اجرا متناسب با عیوب شـبکه حـائز اهمیت می باشد. هدف از این مطالعه، تعیین شرایط کاربرد و نحوه عملکرد هر یک از روش هاي مدرن و متداول، در شرایط مختلـف است .
روش کار
آشنایی با قابلیت هاي هر روش، نحوه عملکرد هر یک و تعیین محدوده کاربرد آنها، نقش مهمی در تصمیم گیري براي انتخـاب روش مناسب بهسازي ایفا می نماید. جهت ارزیابی روش هاي بهسازي و انتخاب روش بهینه، ابتدا بـا توجـه بـه انـواع عیـوب عمـده اضلابروها و توانایی هر روش در رفع آن مقایسه صورت می گیرد سپس به کمک شاخص هاي مربوط به قابلیت کـاربرد روش هـاي بهسازي، روش هایی که در هر فاضلابرو قابل استفاده هستند تعیین می گردد. در مرحله بعـد بـه کمـک شـاخص هـاي مربـوط بـه عملکرد، روش بهینه بازسازي که عملکرد بهتري دارد با توجه به شرایط موجود انتخاب می شود . لیکن بدلیل گسـتردگی بحـث، در این مقاله تنها شاخص هاي مربوط به عملکرد بررسی می گردد. بدلیل کثرت روشها نیز به چند روش متداول بسنده شده اسـت . لازم به ذکر است روشهاي مورد بررسی تنها به فاضلابرو مربوط می باشد و شامل بهسازي آدمروها و انشعابات نمی باشد.
رویکرد مراجع و استانداردهاي مختلف در تسیم بندي روشهاي بهسازي فاضلابروها کم و بیش مشابه می باشد. استاندارد اروپـایی EN 13566-1و دستورالعمل WRc ، روشهاي بهسازي فاضلابروها را به سه گروه کلی به شرح ذیل تقسیم بندي می کنند:
• تعمیر:اصلاح معایب موضعی در فاضلابروها.
• نوسازي: انجام عملیات بر روي کل یا قسمتی از فاضلابرو به گونه اي که عملکرد آن ارتقا یابد.
• جایگزینی: بهسازي فاضلابروها با نصب یک فاضلابروي جدید به جاي آن.
این روشها در ابتدا پرهزینه به نظر می رسند ولی با در نظر گرفتن هزینه هاي اجتماعی انجام پروژه ها به روش حفر ترانشـه و لولـه گذاري مجدد قابل رقابت هستند.[1-3]
شاخص هاي مربوط به قابلیت عملکرد روش هاي بهسازي
در این قسمت شاخصهاي مربوط به قابلیت عملکرد شیوه هاي متداول بهسازي به لحاظ میزان تناسب شـیوه مـورد بررسـی بـا مشخصات فاضلابروها و معایب متنوع محتمل در شبکه هاي فاضلاب در جداول 1 الی 3 ارائه خواهد شد. واضـح اسـت کـه برخـی از شیوه ها به دلیل دارا نبودن حداقل ملزومات جهت رفع برخی عیوب یا قابلیت استفاده در فاضلابروهایی با ویژگی هاي خاص، مناسب نیستند . این شاخصها در بردارنده اطلاعات مفیدي در خصوص مشخصات و قابلیتهاي روشها می باشند و امکان مقایسـه روشـها را در قالب 8 پارامتر مجزا فراهم می آورند . این اطلاعات را می توان مبناي محاسبه آمار مهمی در پروژه ها همچون مدت زمان انجام کـار، کیفیت عملیات و برنامه ریزي بهینه عملیات بهسازي قرار داد. در واقع شاخصهاي مربوط به قابلیـت عملکـرد، مبنـاي یـک سیسـتم تصمیم گیري چند منظوره جهت ارائه لیست روش هاي متناسب با شرایط و عیوب مختلف در فاضلابروها قرار می گیرد. بـا دانسـتن قابلیت کاربرد هر روش، از این شاخصها می توان جهت انتخاب روش بهینه استفاده نمـود، بـه عبـارت دیگـر بـا اسـتفاده از شـاخص عملکرد، روشی که عملکرد بهتري دارد. از میان روشهایی که قابلیت کاربرد دارند انتخـاب مـی شـود.. [1,4] شـاخص هـاي مـذکور عبارتند از:
-1 بیشترین طول قابل اجرا از محل استقرار
این پارامتر مشخص کننده حداکثر طول از فاضلابرو می باشد که روش مورد نظر، از یک نقطـه کـاري ( ماننـد آدم رو، شـفت و غیره) قابلیت بهسازي آن را دارد. این پارامتر در حقیقت نشان دهنده تعداد محلهاي تجهیز در هر پروژه بوده و می باید مقادیر متناظر این پارامتر براي روشهاي مختلف با یک رویه واحد وارد شوند ( به طور نمونه حداکثر طول قابل اجرا به طرف بالاست). به دلیل اینکه عملیات بهسازي عموماً از جهتی که بهسازي در آن صورت می پذیرد مستقل مـی باشـند، طـول قابـل بهسـازي معمـولا دو برابـر » بیشترین طول قابل اجرا از محل استقرار « خواهد بود. مقادیري که در جداول شده است تخمین متوسطی از این طول مـی باشـد. .
[1-4]
-2 راندمان روش
راندمان تکنولوژي بهسازي فاضلابروها به صورت متوسط طول فضلابروي بهسازي شـده در روز، قابـل کمـی سـازي مـی باشـد. درجداول، مقادیر ارائه شده در بردارنده زمان عملیات پیش نیاز قبل از آغاز عملیات اصلی نمی باشد.
مقادیر به طور متوسط محاسبه شده و ممکن است این مقادیر در عمل به واسطه مهارت فنی مورد نیاز و ماشین آلات مورد اسـتفاده کم یا زیاد شود. ولی در حقیقت دلیل تغییرات عمده در پروژه ها نسبت به این اعداد، عوامل خـارجی مـوثر در انجـا م کـار همچـون محدودیت زمانهاي کاري به دلیل مسائل ترافیکی، در دسترس نبودن مقادیر کافی مصالح مورد نیاز و سایر عوامل پیش بینـی نشـده می باشد.
در جهت ساده سازي، این مقادیر براي لوله هاي با اندازه معمولی لحاظ شده است و براي لوله هاي با قطر بـالا ایـن مقـادیر افـزایش خواهند یافت. در ضمن در شرایط مطلوب، علی القاعده حداکثر طول اجرا شده روزانه از مقادیر ذکر شده بیشتر خواهد بود.
در برخی از موارد علی الخصوص روشهاي تعمیر، بیان این راندمان به صورت متر در روز مشکل می باشد. زیـرا محـل تعمیـر و قطـر فاضلابرو تأثیر بسزایی در ارقام دارد. در اینگونه موارد مانند تزریق ملات وغیره ، راندمان ها با واحد دیگري ذکر شده که در توضیحات به آن اشاره گشته است. [1-4]
-3 جنس فاضلابروي جدید
این پارامتر مشخص کننده جنس فاضلابرو پس از عملیات بهسازي می باشد که در حقیقت تابعی از جنس موارد مـورد اسـتفاده در متد بهسازي متناظر خواهد بود. علم به این پارامتر در محاسبه ضریب زبري فاضلابروي جدیـد و عملکـرد هیـدرولیکی آن مـوثر خواهد بود. در جداول از کدهاي زیر جهت مشخص ساختن جنس فاضلابرو استفاده شده است.-1بتنی –2 بتن مسلح –4 PVC –3 پلی اتیلنی –5 پلاستیکی مسلح به الیاف –6 الیاف شیشه -7رزین اپوکسی -8رزین پلی استر [1-4]
-4 عملکرد هیدرولیکی پس از بهسازي
به کار بردن ر وشهاي بهسازي در فاضلابروها می تواند سبب تغییر قابل ملاحظـه در ظرفیـت هیـدرولیکی آنهـا شـود. ظرفیـت هیدرولیکی، خود تابع سه اصلی است، سطح مقطع که در واقع بیانگر احتمال تغییر در سطح و شکل مقطع در نتیجه کاربرد روشهاي مختلف است، ضریب زبري که تابعی از مصالح استفاده شده در سطح داخلی لوله می باشد و شیب لوله که تنها در محدوده چند روش از روشهاي جایگزینی که قابلیت بهسازي شیب مسیر را نیز دارا می باشند موثر است . این شاخص مشخص خواهد ساخت که با کاربرد روش مورد نظر، عملکرد هیدرولیکی ارتقا می یابد، بی تغییر ماندهو یا کاهش خواهد یافت. لازم به ذکر اسـت کـه معمـولاً هـدف از عملیات بهسازي، افزایش قابلیت هیدرولیکی مقطع نیست بلکه برگرداندن ظرفیت هیدرولیکی از دست رفته فاضلابرو به آن می باشد.
[1-4]
-5 میزان حفاري مورد نیاز
این شاخص در حقیقت در کابرد روشهاي بدون نیاز به حفر تراشه مهم می باشدکه هر چه میزان حفاري کمتر باشد هزینه هـاي اجتماعی هم به میزان قابل ملاحظه اي کاهش می یابد. مقادیر متناظر این پارامتر در قالب سه گروه زیر تقسیم بندي می گردد:
• عملیات سطحی : هر نوع حفاري که تنها سطح معبر را تحت تاثیر و خرابی قرار می دهد و نیازمند حفر گودال یـا شـفت نیست.
• شفت دسترسی : روشهایی که نیازمند حفر گودالهایی در مسیر فاضلابروها می باشند.
حفر ترانشه : در این صورت حفاریهاي کلی مورد نیاز خواهد بود و قسمت اعظم مسیر فاضلابرو مورد حفاري قرار می گیرد.[1-4]
-6 نیاز به شستشو قبل از کاربرد روش
یکی از کارهاي معمول قبل از بهسازي فاضلابروها، شستشوي آنها می باشد. این کار قبل از بازرسی شبکه ها نیز علی الخصـوص هنگامی که از تجهیزات CCTV جهت انجام بازرسی شبکه استفاده می شـود، ضـروري مـی باشـد. در برخـی روشـها در صـورتیکه رسوبات یا دیگر مواد زائد در جداره لوله وجود داشته باشد کیفیت اجراي روش تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. روشها به لحاظ نیاز بـه شستشوي پیش از اجرا در چهار گروه تقسیم می شوند: [1-4]
• بدون نیاز به شستشو پیش از آغاز عملیات.
• نیازمند شستشوي کم پیش از آغاز عملیات
• نیازمند شستشوي زیاد و خشک شدن سطح لوله پیش از آغاز عملیات.
-7 نیاز به حضور عوامل انسانی در زیرزمین
با توجه به گزارشات و آمار موجود می توان گفت پروژه هاي فاضلاب به لحاظ ایمنی و بهداشت پـر مخـاطره مـی باشـند. ایـن خطرات که بیشتر متوجه کسانی است که در زیر سطح زمین در فاضلابروها یا مقاطع حفاري شده ابتدایی کار می کنند، سبب تعریف شاخصی به نام نیاز حضور عوامل انسانی در زیرزمین شده و روشها را با این دیدگاه تقسیم بندي می نمایـد. لازم بـه ذکـر اسـت کـه روشهایی که احتیاج به حضور عوامل انسانی در آدمروها یا شفتها دارند و این حضور تداوم نمی یابدهر- چند موقتـاً کسـانی حضـور دارند – به دلیل پایین بودن ریسک در زمره روشهاي بدون نیاز به حضور انسان در زیرزمین طبقه بندي می شوند.
بـــدلیل اینکـــه کلیـــه روشـــهاي بهســـازي مـــورد بررســـی نســـبت بـــه تغییـــر امتـــداد و انحنـــا در مســـیر انعطـــاف پـــذیر می باشند از مقایسه این شاخص صرفنظر گردیده است. [1-4]
-8نیاز به گشودن مجدد محل اتصال انشعابها
این شاخص بررسی کننده این خواهد بود که روش مورد نظر مسیر انشعابها را مسدود می سازد یا خیر. در حقیقت این شـاخص نیاز یا عدم نیاز به عملیات پسین بعد از بهسازي براي بازگشایی انشعابها را مورد بررسی قرار می دهد که در بردارنده هزینـه و زمـان می باشد. [1-4]
