سپتیک تانک چیست؟
تصفیه و دفع ایمن فاضلاب خانگی نقش مهمی در حفظ سلامت عمومی و محیط زیست دارد و از آلودگی منابع آب آشامیدنی و شیوع بیماری‌ها جلوگیری می‌کند. سیستم‌های سپتیک تانک، پرکاربردترین روش‌های جمع‌آوری و تصفیه فاضلاب خانگی در سطح جهانی هستند. این سیستم‌ها به‌ویژه در مناطق روستایی که دسترسی به شبکه فاضلاب عمومی ممکن نیست یا هزینه‌بر است، رایج می‌باشند. سپتیک تانک‌ها عمدتاً برای فاضلاب‌هایی با محتوای جامد بالا، به‌ویژه فاضلاب‌های بهداشتی، طراحی شده‌اند، اما می‌توانند برای فاضلاب‌های دیگر با ویژگی‌های مشابه نیز مورد استفاده قرار گیرند. واژه “سپتیک” به محیط بی‌هوازی اشاره دارد که در مخزن برای تجزیه فاضلاب ایجاد می‌شود.
در سپتیک تانک، فاضلاب به مدت تقریبی 2 تا 3 روز در آن باقی می‌ماند. این زمان به دلیل فرآیند هضم بی‌هوازی و ته‌نشینی مواد جامد، چربی و سایر مواد قابل شناور، امکان تصفیه اولیه را فراهم می‌آورد و از انسداد سیستم هیدرولیکی جلوگیری می‌کند.
مخزن متعادل‌ساز می‌تواند به صورت دفنی یا غیر دفنی ساخته شود و از موادی مانند بتن، کامپوزیت و پلی‌اتیلن تشکیل گردد. شرکت آرکا گستر رسام به عنوان طراح و سازنده سپتیک تانک، انواع مختلفی از آن را از جمله سپتیک تانک‌های فلزی، پلی‌اتیلنی و کامپوزیتی (GRP) ارائه می‌دهد. سپتیک تانک به عنوان ابتدایی‌ترین و مهم‌ترین واحد در سیستم تصفیه فاضلاب، به عنوان مرحله اولیه برای تصفیه فاضلاب‌های صنعتی یا بهداشتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در مخزن متعادل‌ساز (سپتیک تانک) تصفیه فاضلاب به صورت یک‌مرحله‌ای انجام می‌شود که شامل تصفیه مکانیکی، بیولوژیکی و فیزیکی با کمک باکتری‌های بی‌هوازی است. این مخازن به وسیله یک دیوار جداکننده به دو بخش تقسیم می‌شوند. برای تصفیه فاضلاب، ضروری است که فاضلاب ابتدا به سپتیک تانک وارد شود قبل از اینکه به پکیج تصفیه فاضلاب منتقل گردد.
هنگامی که فاضلاب از بخش اول سپتیک عبور می‌کند، به دلیل کاهش سرعت جریان، بخشی از مواد جامد و معلق آن به صورت ته‌نشینی از بین می‌رود. سپس ترکیبات فاضلاب از طریق لوله یا بافل نصب شده بر روی دیوار جداکننده به بخش دوم سپتیک تانک منتقل می‌شوند تا ته‌نشینی و تصفیه بیشتری انجام شود. مواد ته‌نشین شده در بخش اول به کمک باکتری‌های بی‌هوازی در کف مخزن تجزیه می‌شوند و این لجن انباشته شده در سپتیک تانک را می‌توان هر دو سال یک بار تخلیه کرد.
محاسبه ظرفیت سپتیک تانک یا مخزن سپتیک
استفاده از سپتیک تانک در مناطقی که به دلیل بالا بودن سطح آب، امکان حفر چاه به اندازه لازم و استاندارد وجود ندارد، یا در مناطقی که بستر آنها به صخره شنی نمی‌رسد، به عنوان یک ضرورت و راهکار برای دفع فاضلاب مطرح می‌شود. سپتیک تانک می‌تواند به صورت چاه پیش‌ساخته از مواد بتنی و مصالح ساختمانی یا به شکل پیش‌ساخته از جنس PVC و پلی‌اتیلن تولید شود. این چاه پیش‌ساخته با حداکثر عمق 4 متر و ابعاد سفارشی ساخته می‌شود و وظیفه اصلی آن حفظ و نگهداری فاضلاب و جلوگیری از نشت آن به محیط اطراف و آب‌های زیرزمینی است.
ساختار و دسته بندی انواع سپتیک تانک
به طور کلی، سپتیک تانک‌ها به دو دسته اصلی تک بخشی و چند بخشی تقسیم می‌شوند. سپتیک تانک‌های یک بخشی برای کاهش سرعت فاضلاب، که اساس عملکرد این نوع تانک‌هاست، از غشا و دیواره‌های داخلی استفاده می‌کنند. این کاهش سرعت، فرصت مناسبی برای ته‌نشینی و جداسازی مواد معلق و جامد از آب فراهم می‌آورد. به مرور زمان، فاضلاب به صورت لجن در کف سپتیک تانک جمع می‌شود و در فواصل زمانی مشخص، اقدام به تخلیه آن می‌شود. از سوی دیگر، سپتیک تانک‌های چند بخشی شامل محفظه‌ها یا اتاقک‌های متصل به هم هستند که به عنوان موانع سرعت‌گیر عمل کرده و برای ایجاد توقف و سکون فاضلاب به منظور ته‌نشینی و جداسازی مواد معلق و جامد از آب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مکانیزم عملکرد و اساس کار سپتیک تانک
اساس و عملکرد سپتیک تانک‌ها به عنوان یک سیستم تصفیه مقدماتی بر پایه دو مرحله استوار است. مرحله اول، تصفیه مکانیکی است که در آن با کاهش سرعت جریان فاضلاب، ذرات معلق ته‌نشین می‌شوند. مرحله دوم، تصفیه زیستی است که با کمک باکتری‌های بی‌هوازی انجام می‌شود. در این مرحله، فاضلاب ته‌نشین شده به لجن تبدیل می‌شود و این لجن در کف مخزن جمع‌آوری می‌گردد. سپس، باکتری‌های هوازی به هضم این لجن می‌پردازند. به همین دلیل، در هنگام تخلیه و بازرسی دوره‌ای سپتیک تانک‌ها، باید توجه داشت که مقداری لجن حاوی باکتری‌های بی‌هوازی باید در کف مخزن باقی بماند تا عملکرد سپتیک تانک‌ها دچار اختلال نشود.
طراحی و اجرای سپتیک تانک ها
بوی ناخوشایند ناشی از سپتیک تانک‌ها به دلیل تولید گاز H2S در فرآیند هضم لجن توسط باکتری‌های بی‌هوازی است و این گازها باید تخلیه شوند. در این فرآیند، علاوه بر گاز H2S، گازهای CO2، N2 و CH4 نیز تولید می‌شوند که باید از طریق لوله‌های ونت از سپتیک تانک خارج شوند. قطر این لوله‌ها بسته به ظرفیت سپتیک تانک بین 2 تا 4 اینچ متغیر است. در صورتی که سپتیک تانک در فضای باز نصب شود، لوله ونت باید 30 تا 50 سانتیمتر بالاتر از سطح زمین قرار گیرد. اما اگر سپتیک تانک‌ها در پارکینگ‌ها یا فضاهای بسته نصب شوند، لوله ونت باید با هوای آزاد در ارتباط باشد.
مشخصات ابعادی و طراحی بدنه سپتیک تانک ها
سپتیک تانک‌ها معمولاً به شکل مکعب مستطیل و یا استوانه ای طراحی می‌شوند و طول آنها باید بین 2 تا 4 برابر عرضشان باشد. در این تانک‌ها، بخش انباره نقش مهمی در تصفیه فاضلاب ایفا می‌کند و باید به نسبت 3/2 به 3/1 تقسیم شود. به عبارت دیگر، سپتیک تانک‌ها به دو قسمت تقسیم می‌شوند که قسمت اول، وظیفه پذیرش فاضلاب اصلی را بر عهده دارد و باید 3/2 حجم قسمت دوم را داشته باشد. حداقل ارتفاع انباره باید 120 سانتیمتر باشد و در مقیاس‌های بزرگ‌تر، ارتفاع 2 تا 3 متر انتخاب می‌شود.
به طور کلی، محاسبه و طراحی حجم سپتیک تانک‌ها به سه روش اصلی زیر انجام می‌شود.
روش اول
محاسبه منطقه ته نشینی ،هضم و منطع ذخیره لجن
در این روش که شامل سه مرحله محاسباتی است، باید حجم ناحیه ته‌نشینی، حجم ناحیه هضم و حجم ناحیه ذخیره لجن بر اساس فرمول‌های زیر محاسبه گردد.
الف – محاسبه حجم ناحیه سپتیک تانک
این بخش از محاسبات بر اساس زمان مورد نیاز برای ته نشینی مواد معلق و جامد قابل ته نشین در کف مخزن انجام می‌شود. این زمان به تعداد جمعیت تحت پوشش و سرانه تولید فاضلاب وابسته است و از فرمول زیر محاسبه می‌گردد.
مدت زمان ته نشینی
P=جمعیت تحت پوشش
Q=تولید سرانه فاضلاب انتهای دوره برحسب روز
ب – محاسبه حجم ناحیه هضم در تانک:
این مقدار برای هر فرد به صورت 0.5 تا 1 لیتر در روز تخمین زده می‌شود که می‌توان آن را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد.
P=جمعیت تحت پوشش
Tدمای مخزن برحسب سانتی گراد=
زمان هضم بی هوازی لجن برحسب روز=
ج – محاسبه حجم ناحیه ذخیره لجن در سپتیک تانک:
محاسبه این ناحیه به مقدار تجمع لجن هضم شده و زمان تخلیه وابسته است. پارامتر r در دوره‌های مختلف به شکل زیر تعیین می‌شود:
حجم ناحیه ذخیره لجن در نهایت از رابطه زیر محاسبه می‌شود:
VSL=r×P×n
P=جمعیت تحت پوشش
n=دوره تخلیه
r=میزان تجمع لجن هضم شده
در نهایت، با جمع کردن مقادیر الف، ب و ج، فرمول نهایی به صورت زیر ساده می‌شود:
نکته حائز اهمیت
در طراحی سپتیک تانک، معمولاً تلاش می‌شود که طراحی بر اساس میانگین فاضلاب تولیدی در طول ۲۴ ساعت انجام گیرد. همچنین، مدت زمان ماندگاری فاضلاب برای تعیین حجم سپتیک معمولاً بین ۰.۵ تا ۳ روز در نظر گرفته می‌شود.
روش دوم
محاسبه حجم سپتیک تانک براساس دوره تخلیه
برای محاسبه حجم سپتیک تانک، به دو پارامتر زمان تخلیه یا برداشت لجن و ضریب پیک ساعتی نیاز داریم. به طور کلی، برای جریان‌های فاضلابی با دبی بیش از 400 متر مکعب در روز، از تانک‌های ایمهاف به جای مخازن سپتیک استفاده می‌شود. با این حال، استفاده از سپتیک تانک با ظرفیت بالا در این روش محاسبه همچنان اولویت دارد. نکته مهم در این طراحی، رعایت حداقل حجم 5 برابری ظرفیت سپتیک تانک نسبت به جریان متوسط فاضلاب تولیدی است.
متوسط فاضلاب تولیدی
n=دوره تخلیه
ضریب ثابت1.5
حجم سپتیک
حجم سپتیک
حجم سپتیک
حجم سپتیک
بنابراین، با در نظر گرفتن ضریب 1.5 و زمان تخلیه بین 2 تا 5 سال، حجم سپتیک تانک تقریباً بین 3.3 تا 6.8 برابر جریان متوسط فاضلاب تخمین زده می‌شود.
روش سوم
در این روش، حجم سپتیک تانک بر اساس مقدار فاضلاب تولیدی تعیین می‌شود. به این ترتیب که اگر فاضلاب تولیدی کمتر از 6 مترمکعب باشد، ظرفیت سپتیک تانک باید 1.5 برابر آن مقدار باشد. با این حال، حجم سپتیک تانک نباید کمتر از 3000 لیتر (یا 3 متر مکعب) انتخاب شود. در صورتی که مقدار فاضلاب تولیدی روزانه بیش از 6 مترمکعب باشد، حجم سپتیک تانک با استفاده از فرمول زیر محاسبه می‌گردد:
V=2000+(C+P)
C=تولید سرانه فاضلاب برحسب نفر
P=جمعیت تحت پوشش
V=حداقل حجم سپتیک بر حسب لیتر
در نهایت، برای محاسبه حجم سپتیک تانک ساختمان‌های مسکونی با توجه به دبی فاضلاب روزانه بر اساس جمعیت تحت پوشش و سرانه تولید فاضلاب، می‌توانید از فرمول زیر که نسخه ساده‌شده فرمول قبلی است، استفاده کنید:
مقدار فاضلاب تولیدی 24 ساعت
توضیح در مورد محاسبه پارامتر C
بر اساس استانداردهای جهانی، مصرف سرانه آب برای هر فرد بین 100 تا 150 لیتر در روز است. اما با توجه به فرهنگ مصرف در ایران، این مقدار به 200 لیتر در روز برای هر نفر افزایش می‌یابد. از این مقدار، حدود 80 درصد به فاضلاب تبدیل می‌شود که در فرمول ذکر شده به وضوح قابل مشاهده است. نکته دیگری که در مورد این فرمول وجود دارد، مقدار 0.75 درصد است که به این دلیل در نظر گرفته شده است که معمولاً باید یک چهارم از مخزن سپتیک تانک خالی بماند تا ضریب اطمینان مناسبی برای مخزن فراهم شود.
به عنوان مثال، برای یک مجتمع با حدود 900 نفر سکنه، مقدار فاضلاب تولید شده به این شکل خواهد بود:
استانداردهای بین‌المللی برای حجم و ظرفیت سپتیک‌تانک‌ها
پوشش ما 4 نفر باشد، ظرفیت سپتیک تانک در استانداردهای کشورهای مختلف به شرح زیر خواهد بود:
استاندارد سپتیک تانک در آلمان (DIN4261) حجم مورد نیاز برای هر نفر را 300 لیتر تعیین کرده و حداقل حجم تانک را 3 متر مکعب مشخص کرده است. در اتریش، این استاندارد نیز حجم مورد نیاز برای هر نفر را 300 لیتر اعلام کرده و حداقل حجم تانک را 5 متر مکعب در نظر گرفته است. همچنین، در سوئیس نیز حجم مورد نیاز برای هر نفر 300 لیتر است و حداقل حجم تانک 5 متر مکعب تعیین شده است.
در انگلستان، حجم تانک باید به گونه‌ای محاسبه شود که بتواند فاضلاب یک روز کامل را در شرایط بدون بارندگی ذخیره کند و به این مقدار 1.8 متر مکعب فضا برای جمع‌آوری لجن اضافه می‌شود. حداقل حجم مورد نیاز برای تانک 3.5 متر مکعب در نظر گرفته می‌شود.
در هند، حداقل حجم مفید تانک 3.2 متر مکعب تعیین شده و بر اساس نیاز هر نفر، بین 112 تا 252 لیتر در نظر گرفته می‌شود. همچنین، حجم لجن تولید شده از تانک به میزان 21 درصد لیتر برای هر نفر در روز محاسبه می‌گردد.
سخن پایانی
برای دریافت مشاوره و آگاهی از قیمت سپتیک تانک، می‌توانید با مشاوران متخصص شرکت ارکا گستر تماس بگیرید و از کارخانه تولید سپتیک تانک ما بازدید نمایید.
