فاضلاب به آب‌هایی اطلاق می‌شود که توسط انسان یا از طریق فعالیت‌های مرتبط با او، مانند صنایع و کشاورزی، تولید می‌شود. تصفیه فاضلاب به دلیل مسائل زیست‌محیطی و محدودیت منابع آب در سطح جهانی، از اهمیت بالایی برخوردار است. نخستین گام پس از شناسایی نوع فاضلاب، برآورد حجم آن است. محاسبه حجم فاضلاب به دلایل متعددی حائز اهمیت است که عمدتاً به مدیریت مؤثر فاضلاب، حفاظت از محیط زیست و برنامه‌ریزی زیرساخت‌ها مربوط می‌شود. این محاسبه برای برنامه‌ریزی شهری بهینه، حفظ محیط زیست، بهداشت عمومی، رعایت قوانین و توسعه پایدار ضروری است. انجام محاسبات دقیق به مسئولان این امکان را می‌دهد که تصمیمات آگاهانه‌ای اتخاذ کنند که به نوبه خود از اکوسیستم‌ها و سلامت عمومی جامعه محافظت کرده و مدیریت مسئولانه منابع آب را تضمین می‌کند.
اهمیت محاسبه حجم فاضلاب به صورت صحیح
تصفیه فاضلاب به عنوان یکی از عوامل کلیدی در آلودگی آب‌های سطحی و اکوسیستم‌های انسانی و جانوری، از اهمیت بالایی برخوردار است. رهاسازی فاضلاب تصفیه‌نشده در طبیعت به دلیل وجود آلاینده‌های مختلفی مانند پاتوژن‌ها، ویروس‌ها، انگل‌ها، مواد آلی و مواد مغذی نظیر فسفر و نیتروژن، همچنین مواد شیمیایی و صنعتی، مشکلات زیادی برای منابع آبی ایجاد می‌کند. علاوه بر این، این موضوع به شیوع بیماری‌های مختلف کمک می‌کند، به تخریب محیط زیست منجر می‌شود و به دلیل بوی نامطبوع ناشی از آن، کیفیت زندگی ساکنان مناطق اطراف را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
اهمیت محاسبه صحیح حجم فاضلاب
از سوی دیگر، تغییرات اقلیمی، افزایش جمعیت و کاهش منابع آب تازه، به ویژه سفره‌های زیرزمینی که به دلیل مصرف بیش از حد دچار کاهش حجم یا نابودی شده‌اند، ضرورت تصفیه فاضلاب با رویکرد بازیافت آب را به وضوح نشان می‌دهد. بازیافت فاضلاب می‌تواند به حفظ منابع آب شیرین کمک کرده و مشکلات ناشی از کمبود آب را کاهش دهد. این آب بازیافتی می‌تواند در آبیاری کشاورزی که سهم بزرگی از مصرف آب‌های تازه در سطح جهانی را به خود اختصاص می‌دهد، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، به عنوان منبع آب در صنایع و کارخانجات نیز قابل بهره‌برداری است و این کاربردها مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی فراوانی به همراه دارند.
اولین مرحله در پیاده‌سازی برنامه‌های تصفیه فاضلاب، محاسبه حجم آن است. این محاسبه به ما این امکان را می‌دهد که تجهیزات مورد نیاز، فرآیندهای تصفیه و فضای لازم برای ساخت تصفیه‌خانه‌ها را برآورد کنیم. عدم برآورد دقیق حجم فاضلاب می‌تواند هزینه‌های زیادی را به برنامه‌های پکیج تصفیه فاضلاب تحمیل کرده و دستیابی به اهداف تعیین‌شده این برنامه‌ها را با مشکل مواجه کند. در ادامه، به اهمیت محاسبه دقیق حجم فاضلاب خواهیم پرداخت.
چرا محاسبه دقیق حجم فاضلاب اهمیت دارد؟
برنامه‌ریزی زیرساخت‌ها: محاسبات دقیق حجم فاضلاب به برنامه‌ریزان شهری و مسئولان کمک می‌کند تا تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب و زیرساخت‌های مرتبط را به درستی طراحی و پیاده‌سازی کنند. برآورد صحیح از نظر کمی و کیفی زیرساخت‌ها، اطمینان می‌دهد که فاضلاب به طور مؤثر جمع‌آوری و تصفیه می‌شود و از تخلیه غیرایمن آن به محیط زیست جلوگیری می‌کند.
مدیریت منابع: محاسبه حجم فاضلاب به بهبود مدیریت منابع آب کمک می‌کند. کمبود آب در بسیاری از مناطق به یک نگرانی فزاینده تبدیل شده است و با انجام ارزیابی‌های دقیق از حجم فاضلاب، مقامات قادر خواهند بود تصمیمات آگاهانه‌ای در زمینه تخصیص آب، اقدامات حفاظتی و روش‌های استفاده پایدار از آب اتخاذ کنند.
آمادگی در شرایط اضطراری: در زمان بارش‌های شدید یا سایر عواملی که ممکن است باعث افزایش ناگهانی حجم فاضلاب شوند، انجام محاسبات دقیق به مسئولان کمک می‌کند تا برای سیلاب‌های احتمالی یا فشار بر سیستم‌های جمع‌آوری آب‌های سطحی شهری آمادگی لازم را داشته باشند. بر اساس این برآوردها، می‌توان برنامه‌های واکنش اضطراری را طراحی و توسعه داد.
مدیریت هزینه‌ها: برآورد دقیق حجم فاضلاب به برنامه‌ریزی برای تخصیص بودجه به تصفیه فاضلاب و هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری زیرساخت‌ها کمک می‌کند. با داشتن درک صحیح از حجم فاضلاب مورد انتظار، مسئولان قادر خواهند بود منابع را به بهترین نحو تخصیص دهند و هزینه‌های غیرضروری را به حداقل برسانند.
توسعه پایدار: در راستای افزایش جمعیت شهری و گسترش فعالیت‌های صنعتی، محاسبات دقیق حجم فاضلاب به تحقق توسعه پایدار کمک می‌کند. این محاسبات اطمینان می‌دهند که با رشد جوامع و صنایع، تأثیرات منفی آنها بر محیط زیست از طریق مدیریت مؤثر فاضلاب به حداقل می‌رسد.
برنامه‌ریزی بلندمدت: محاسبات حجم فاضلاب اطلاعات ارزشمندی را برای برنامه‌ریزی بلندمدت و توسعه سیاست‌های مدیریت شهری فراهم می‌آورد. این اطلاعات شامل برنامه‌هایی برای حفاظت از منابع آبی، پیشگیری از آلودگی و ادغام مدیریت فاضلاب در استراتژی‌های زیست‌محیطی است.
مطالب مرتبط: انواع فاضلاب
روش های محاسبه حجم فاضلاب
محاسبه حجم فاضلاب به معنای برآورد مقدار فاضلاب تولید شده توسط یک جمعیت یا منطقه خاص در یک بازه زمانی مشخص است. این فرآیند برای طراحی و اندازه‌گیری تأسیسات تصفیه و سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب از اهمیت بالایی برخوردار است. مراحل محاسبه معمولاً شامل موارد زیر می‌باشد:
تعیین جمعیت منطقه هدف: ابتدا باید جمعیت منطقه‌ای که قصد دارید جریان فاضلاب آن را محاسبه کنید، مشخص نمایید. این جمعیت می‌تواند شامل یک ساختمان خاص، یک محله، یک شهرک و غیره باشد.
تخمین میزان مصرف آب: میزان مصرف آب به ازای هر نفر یا در واحد سطح را محاسبه کنید. این مقدار ممکن است بسته به عواملی نظیر سبک زندگی، شرایط آب و هوایی و فعالیت‌های صنعتی متفاوت باشد. به طور کلی، مصرف آب در بخش مسکونی به صورت گالن یا لیتر به ازای هر نفر در روز تخمین زده می‌شود.
تعیین جریان و نفوذ (I/I): جریان نفوذی به فاضلاب به آب‌هایی اطلاق می‌شود که از منابعی نظیر رواناب‌ها یا نفوذ آب‌های زیرزمینی از طریق نشت به سیستم فاضلاب وارد می‌شوند. این عوامل باید برآورد شده و به جریان فاضلاب افزوده شوند.
محاسبه میانگین جریان روزانه: برای به دست آوردن میانگین جریان روزانه فاضلاب، مصرف تخمینی آب به ازای هر نفر (یا در واحد سطح) را در تعداد افراد (یا مساحت کل) ضرب کنید. فرمول محاسبه به صورت زیر است:
میانگین جریان روزانه = مصرف آب به ازای هر نفر (یا منطقه) × جمعیت (یا مساحت)
اوج جریان ساعتی: برای محاسبه اوج جریان ساعتی (جریان پیک ساعتی)، باید حجم بیشتری از فاضلاب را که در زمان‌های خاصی از روز به سیستم وارد می‌شود، در نظر بگیرید. معمولاً جریان پیک، کسری از میانگین جریان روزانه است و بسته به منطقه و جمعیت، می‌تواند بین 1.5 تا 4 برابر جریان متوسط باشد.
جریان پیک ساعتی = میانگین جریان روزانه × ضریب پیک
دبی طراحی: دبی طراحی به توسعه جمعیت و تغییرات در الگوهای مصرف آب توجه دارد و با ضرب میانگین جریان روزانه در یک ضریب طراحی، که معمولاً بین 1.2 تا 1.5 متغیر است، محاسبه می‌شود.
جریان طراحی = میانگین جریان روزانه × ضریب طراحی
تبدیل واحدها: اطمینان حاصل کنید که تمامی واحدها در محاسبات شما یکسان هستند. ممکن است نیاز باشد که بین گالن و لیتر یا واحدهای زمانی مختلف (مانند روز و ساعت) تبدیل‌هایی انجام دهید.
موارد خاص را مد نظر قرار دهید: برای مناطقی که دارای فعالیت‌های صنعتی یا تغییرات قابل توجهی در مصرف آب هستند، ممکن است نیاز باشد این عوامل را به‌طور جداگانه بررسی کنید.
منابع علمی مختلف و تجربیات اجرایی ارقام متفاوتی را برای تولید حجم فاضلاب در کاربری‌های مختلف ارائه می‌دهند. در ادامه به برخی از این حجم‌های پیشنهادی اشاره خواهیم کرد. در برخی جداول، میزان مصرف آب در کاربری‌های مختلف ذکر شده است که با توجه به ضریب 0.9 برای تبدیل آب به فاضلاب، می‌توان میزان فاضلاب تولیدی را محاسبه کرد.
تولید فاضلاب بهداشتی در کاربری های مختلف
مقدار معمول | محدوده | واحد | محل |
لیتر در روز | نفر | نفر | واحدهای مسکونی شهری |
120 | 150-80 | نفر | ویلاهای تفریحی |
150 | 200-120 | نفر پرسنل 8 ساعته | ساختمان های اداری |
50 | 60-30 | نفر پرسنل 24 ساعته | ساختمان های اداری |
90 | 100-70 | نفر کارگر 8 ساعته | ساختمان های اداری |
50 | 60-30 | نفر کارگر 8 ساعته | کارخانه ها و کارگاه های صنعتی |
110 | 120-90 | نفر کارگر ا8 ساعته با استحمام | کارخانه ها و کارگاه های صنعتی |
60 | 80-40 | نفر پرسنل 8 ساعته | کارگاه های ساختمانی |
100 | 120-80 | نفر پرسنل 24 ساعته | کارگاه های ساختمانی |
7 | 12-5 | نفر بدون فلاش تانک | سرویس بهداشتی عمومی |
15 | 20-12 | نفر با فلاش تانک | سرویس بهداشتی عمومی |
میزان مصرف آب در کاربردهای مختلف
ردیف | نوع مصرف | مقدار مصرف
1 | گرمابه‌های عمومی با وان برای هر مشتری | 300 لیتر در روز
2 | گرمابه‌های عمومی با دوش برای هر مشتری | 200 لیتر در روز
3 | استخرهای شنا به ازای هر مترمکعب آب استخر (مصرف روزانه) | 100 لیتر در روز
4 | استخرهای شنا به ازای هر مترمکعب آب استخر (تعویض آب) | 250 لیتر در روز
5 | گورستان‌ها به ازای هر مترمربع سطح | 0.1 تا 1 لیتر در روز
6 | ایستگاه‌های راه‌آهن به ازای هر مسافر | 0.5 تا 1 لیتر در روز
7 | بیمارستان‌ها به ازای هر بیمار بستری | 250 تا 600 لیتر در روز
8 | آموزشگاه‌ها به ازای هر دانش‌آموز | 5 تا 10 لیتر در روز
9 | سربازخانه‌ها به ازای هر سرباز | 200 لیتر در روز
10 | آبریزگاه‌های عمومی به ازای هر مستراح | 40 لیتر در ساعت
11 | آبیاری فضاهای سبز به ازای هر مترمربع | 1 تا 10 لیتر در روز
12 | تعمیرگاه‌های خودرو برای شستشوی هر خودرو | 200 لیتر در روز
13 | محل‌های کمپینگ به ازای هر گردشگر | 10 تا 20 لیتر در روز
14 | شستشوی کانال‌های فاضلاب به ازای هر نفر ساکن شهر | 0.3 تا 2 لیتر در روز
15 | کشتارگاه‌ها برای شستشوی هر لاشه گاو یا دو لاشه گوسفند | 300 تا 400 لیتر
محاسبه حجم فاضلاب تولیدی در واحدهای صنعتی، در صورتی که تنها ناشی از فعالیت‌های صنعتی باشد، به میزان مصرف آب در خط تولید و ویژگی‌های خاص هر صنعت در مصرف آب وابسته است. در جدول زیر، میزان مصرف آب در صنایع مختلف تخمین زده شده است.
**نوع کارخانه** | **واحد فرآورده** | **مصرف آب** | **نوع کارخانه** | **واحد فرآورده** | **مصرف آب** | **نوع کارخانه** | **واحد فرآورده** | **مصرف آب** |
**صنایع فلزی** | | | **صنایع فلزی** | | | **صنایع فلزی** | | |
تهیه آهن با تاسیسات آب خنک کن | تن | 10-20 | تهیه آهن با تاسیسات آب خنک کن | تن | 10-20 | تهیه آهن با تاسیسات آب خنک کن | تن | 10-20 |
تهیه آهن بدون تاسیسات آب خنک کن | تن | 40-50 | تهیه آهن بدون تاسیسات آب خنک کن | تن | 40-50 | تهیه آهن بدون تاسیسات آب خنک کن | تن | 40-50 |
تاسیسات آب خنک کن | تن | 50-220 | تاسیسات آب خنک کن | تن | 50-220 | تاسیسات آب خنک کن | تن | 50-220 |
تهیه زغال کک بدون تاسیسات آب خنک کن | تن | 20-30 | تهیه زغال کک بدون تاسیسات آب خنک کن | تن | 20-30 | تهیه زغال کک بدون تاسیسات آب خنک کن | تن | 20-30 |
**صنایع شیمیایی** | | | **صنایع شیمیایی** | | | **صنایع شیمیایی** | | |
کارخانه‌های داروسازی | تن | 40-50 | کارخانه‌های داروسازی | تن | 40-50 | کارخانه‌های داروسازی | تن | 40-50 |
کارخانه‌های صابون و پودر صابون | تن | 10-20 | کارخانه‌های صابون و پودر صابون | تن | 10-20 | کارخانه‌های صابون و پودر صابون | تن | 10-20 |
ردیف | منبع تولید فاضلاب | واحد | مقدار سرانه (لیتر) | ||
1 | نوع دام | روش پرورش | سطح بهداشت | راس دام | 100 |
2 | گاو | شیری | عالی | راس دام | 60 |
میزان تولید فاضلاب
در شبکه‌های مجزا، انواع فاضلاب شامل فاضلاب خانگی، عمومی، اداری، تجاری، صنعتی، نشتاب و آب باران غیرمجاز به داخل فاضلابروها جریان می‌یابد که به این ترکیب، فاضلاب شهری اطلاق می‌شود. در شرایط غیر بارانی، این مجموعه فاضلاب‌ها به عنوان جریان در هوای خشک و در زمان بارندگی به عنوان جریان در هوای مرطوب شناخته می‌شود.
میزان تولید فاضلاب خانگی
مقدار تولید فاضلاب خانگی در هر جامعه به میزان مصرف آب آن جامعه وابسته است و این مصرف آب تحت تأثیر عوامل مختلفی از جمله شرایط اقلیمی، اقتصادی، فرهنگی، اجتماعی، آداب و رسوم و سطح بهداشت و زندگی مردم قرار دارد. بیش از 70 درصد فاضلاب شهری از فاضلاب خانگی تشکیل می‌شود و در روزهای غیر بارانی، این نسبت حتی به بیش از 80 درصد می‌رسد.
با استفاده از اطلاعات مربوط به جمعیت و میزان تولید فاضلاب، می‌توان دیی فاضلاب خانگی را محاسبه کرد. با افزایش جمعیت و در نتیجه افزایش مصرف آب، تولید فاضلاب نیز افزایش می‌یابد. به علت تفاوت‌های فرهنگی و اجتماعی در جوامع، به ویژه در مناطق شهری و روستایی، میزان مصرف آب در هر فرد نیز متفاوت می‌باشد. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در کشور ما، معمولاً متوسط سرانه مصرف آب در جوامع شهری بین 150 تا 220 لیتر و در روستاها بین 80 تا 120 لیتر در روز است. لازم به ذکر است که این اعداد به صورت تیپیکال ارائه شده و در برخی شهرها و روستاها ممکن است میزان مصرف آب کمتر یا بیشتر از این محدوده باشد. سرانه تولید فاضلاب به مقدار فاضلابی که هر فرد در روز تولید می‌کند، اشاره دارد. برای محاسبه سرانه تولید فاضلاب بر اساس میزان مصرف آب، ضریبی به نام ضریب تبدیل آب به فاضلاب تعیین می‌شود. این ضریب نشان‌دهنده این است که درصدی از آب مصرفی به فاضلاب تبدیل می‌شود، در حالی که بخشی از آن در منازل به مصارفی مانند پخت و پز، نوشیدن، آبیاری فضای سبز، تبخیر از طریق وسایل خنک‌کننده و نشتی از سیستم لوله‌کشی تبدیل به فاضلاب نمی‌شود. مقدار این ضریب بسته به شرایط زندگی، آب و هوایی و نوع ساختمان‌ها متفاوت است. از آنجا که معمولاً در اکثر شهرها اطلاعات دقیقی در این زمینه وجود ندارد، بر اساس تجربیات موجود، مقدار عددی این ضریب بین 70 تا 90 درصد و به طور متوسط 80 درصد در طراحی‌ها در نظر گرفته می‌شود.
سخن پایانی
اجرای طرح‌های تصفیه فاضلاب بهداشتی، چه در زمینه شهری و چه صنعتی، نیازمند آگاهی و تسلط برنامه‌ریزان و طراحان بر ویژگی‌های کمی و کیفی فاضلاب است. یکی از عوامل کلیدی در طراحی تصفیه‌خانه‌های فاضلاب، برآورد حجم فاضلاب در منطقه مورد نظر در شرایط کنونی و همچنین برنامه‌های توسعه آینده آن می‌باشد. برای محاسبه حجم فاضلاب، تسلط بر داده‌های آماری، منطقه‌ای، اقلیمی، فرهنگی و اجتماعی و همچنین تجربیات اجرایی گذشته ضروری است تا بتوان مبنای مناسبی برای طرح‌های تصفیه فاضلاب فراهم کرد. شرکت آرکا گستر، به عنوان یکی از شرکت‌های معتبر مورد تأیید کارگروه تخصصی محیط زیست و اقتصاد چرخشی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست جمهوری، با تکیه بر تخصص کارشناسان فنی و تجربیات ارزشمند خود، آماده است به عنوان مشاور، طراح و مجری طرح‌های تصفیه فاضلاب شما فعالیت کند. در صورت نیاز به اطلاعات بیشتر در خصوص محاسبات حجم فاضلاب، لطفاً با کارشناسان این شرکت تماس بگیرید.