آشنایی با سپتیک تانک و بررسی کاربردهای آن

در این پست تصمیم داریم در مورد آشنایی با سپتیک تانک و بررسی کاربردهای آن، مطالبی را در اختیار شما بازدیدکنندگان قرار دهیم.

تاریخچه

سپتیک تانک برای اولین بار در سال 1876 در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت، اگرچه این اختراع در سال 1881 در فرانسه ثبت شد. با مجهز نمودن سپتیک تانک به تنظیم کننده های جریان در سال 1905 بر کارایی این نوع سازه افزوده شد. در قرن حاضر پس از سال 1920 سپتیک تانک ها به طور گسترده ای در سطح جامعه مورد استفاده قرار گرفته اند. پس از جنگ جهانی دوم، سپتیک تانک ها در مناطق مسکونی فاقد سیستم فاضلاب مورد توجه قرار گرفت.

سپتیک تانک و آب زیرزمینی

خاک مناسب، فرایند تصفیه و دسترسی به سیستم فاضلاب سپتیک را تسهیل می نماید. خاکی که متشکل از شن، رس و لای است، عملکرد مناسبی دارد. اگر مقدار رس خاک بسیار زیاد باشد این امکان وجود دارد که مواد زائد به سختی نفوذ نمایند. اگر خاک شامل مقدار زیادی شن و ذرات بزرگ باشد، مواد زائد بدون اینکه تحت تأثیر میکروب های خاک به درستی تصفیه شوند از میان ذرات خاک عبور می نمایند.

زمانی فرایند تصفیه به درستی توسط خاک صورت می گیرد که در بالای تراز سطح آب زیرزمینی قرار گرفته باشد و خاک نسبتاً خشک و دارای اکسیژن باشد. در اعماق بیشتر، آب این امکان را دارد که در خاک اشباع نشده باقی بماند و تا قبل از رسیدن به آب زیر زمینی به خوبی تصفیه شود.

سپتیک تانک به فضا نیاز دارد. تنها قسمتی از میکروارگانیسم ها و مواد شیمیایی با حرکت آب زائد به سمت پایین حذف می شوند. حتی سیستمی با عملکرد خوب هم می تواند قسمتی از فسفات ها، نیترات ها و باکتری ها را به آب زیرزمینی وارد نماید. به منظور اینکه آلودگی که وارد آب زیرزمینی می شود تا سطح ممکن کاهش یابد، این سیستم باید در قطعه ای با فضای کافی و مناسب نصب شود.

استفاده و طراحی مناسب بسیار حائز اهمیت است. سپتیک تانک به منظور تصفیه حجم و نوع فاضلابی که وارد آن می شود و متناسب با شرایط محلی طراحی می شود. باید توجه داشت که سیستم بیش از اندازه بارگذاری نشود. مواد شیمیایی خطرناک و چربی زیاد نمی تواند در سپتیک تانک ته نشین شود. چربی های آشپزخانه باید در سطل زباله و نه در سپتیک تانک تخلیه شود. صرفه جویی در مصرف آب، بر عمر این سیستم می افزاید.

نگهداری و مراقبت همیشگی ضروری است. سپتیک تانک ها در نهایت باید تخلیه شوند. تفاله و لجن انباشته شده اگر باقی بماند در نهایت سبب خواهد شد که تانک پر شده و عملیات زهکشی را مختل نماید. قضاوت درست در برنامه ریزی، طراحی و مراقبت همیشگی از مهمترین موارد در برنامه مدیریت سیستم سپتیک هستند. در شکل 1 نمایی از سپتیک تانک نشان داده شده است.

شکل 1 . نمایی از یک سپتیک تانک

عملکرد سپتیک تانک ها

فاضلاب یا پساب خانگی تصفیه نشده به تندی تخلخل های شکل گرفته در میان دانه های خاک را مسدود می نمایند. در سپتیک تانک این امکان فراهم می شود که فاضلاب قسمتی از مایع به خاک زیرین نفوذ نماید. مهمترین کاربرد سپتیک تانک ها عبارت است از حفظ توانایی جذب خاک زیرین. در این راستا سپتیک تانک ها سه رویکرد زیر را دنبال می نمایند :

1 . ذرات جامد از مایع جدا می شوند. هنگامی که فاضلاب وارد تانک می شود، سرعت جریان کاهش می یابد و ذرات جامد سنگین ته نشین شده و لجن تشکیل می شود. روغن و دیگر ذرات جامد سبک تر به سطح بالای تانک حرکت می کنند و کف ( تفاله ) شکل می گیرد. هنگامی لجن و تفاله تخلیه می شود که مطمئن شویم پساب تصفیه شده به ناحیه زهکشی برای جذب خاک تخلیه شده است.

2 . امکان تصفیه بیولوژیکی را فراهم می نماید. مواد جامد و مایع طی یک فرایند طبیعی توسط عملیات باکتریایی تجزیه می شوند. این تجزیه در غیاب اکسیژن اتفاق می افتد. در واقع ناهوازی همان معنای سپتیک را می دهد و این سیستم نام خود را از این فرایند گرفته است.

3 . لجن و تفاله انبار می شود. مواد جامد در کف تانک انباشته و لجن تشکیل می شود. لجن شامل مواد جامد معلق و روغن ته نشین شده است. لجن و تفاله با گذر زمان تحلیل رفته و به احجام کوچکتر تبدیل می شود. در نواحی با آب و هوای گرم مانند جنوب ایالات متحده آمریکا در مقایسه با نواحی سردتر، امکان بیشتری برای شکسته شدن کامل مواد جامد و لجن فراهم است. بدون در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی، بقیه مواد غیر فرار در تانک باقی می ماند. فضای کافی برای مواد جامد درون تانک، در مدت زمان میان پمپاژ و نظافت باید در نظر گرفته شود. اگر مواد جامد تانک را پر نماید، این مواد جامد می تواند فرایند زهکشی را مسدود و مختل نماید.

روغن های آشپزخانه، در عملکرد سپتیک تانک اثراتی منفی به دنبال دارند؛ بنابراین پساب قبل از اینکه از طریق سپتیک تانک وارد فضای زهکشی برای تخلیه به خاک شود باید از تله های چربی (به دام اندازنده های چربی) عبور نماید. بهترین کار این است که چربی های تولید شده در آشپزخانه را در شیشه های قدیمی شیر تخلیه نماییم و درون سطل زباله قبل از اینکه زهکشی شود قرار گیرند. مقادیر کم روغن آشپزخانه می تواند بدون اینکه آسیبی به سیستم وارد نماید وارد تانک شود.

پساب خروجی، باکتری و مواد مغذی

مقدار آبی که از سپتیک تانک خارج و وارد فضای زهکشی می شود، پساب خروجی نام دارد. مقدار باکتری بسیار زیادی در پساب خروجی بر خلاف تصور عمومی وجود دارد. در شکل 2 نمایی از فضای زهکشی در سیستم سپتیک تانک نشان داده شده است.

شکل 2 . فضای زهکشی در سیستم سپتیک تانک

پساب همچنین دارای نیتراتی است (از میان دیگر مواد) که به سمت پایین حرکت می کند. برای کاهش مقدار آلودگی که از طریق پساب خروجی به آب های زیر زمینی وارد می شود، در بسیاری موارد، اندازه فضای مورد نظر فاکتوری مهم می باشد.

فضاهای بزرگتر سرعت بارگذاری را کاهش می دهد و به حفاظت از آب های زیرزمینی کمک می نماید. در برخی موارد، فضای تخلیه پساب خروجی به آب زیرزمینی دارای محیطی متخلخل یا خاک ماسه ای است. این نوع شرایط خاک برای سپتیک تانک ها مناسب نیست و یا نیاز به فضایی 50 تا 100 درصد بیشتر از مواردی که شرایط اینگونه نیست، می باشد. پاتوژن ها توسط تماس با خاک شکسته می شوند؛ بنابراین از میزان این مواد زمانی که درون خاک نفوذ می نمایند کاسته خواهد شد. همچنین، باکتری ها به صورت ناگهانی توسط خاصیت فیلتراسیون خاک از بین می روند و در نتیجه سبب خالص سازی پساب خروجی می شوند.

لوله های زهکش در حد فاصل ها و منافذ تعبیه می شوند تا اجازه نفوذ پساب به خاک را فراهم می نمایند. به این دلیل، نفوذپذیری خاک فاکتوری مهم برای مشخص نمودن نیازهای زهکشی محسوب می شود. آزمایش نفوذپذیری خاک محل زهکشی بسیار ضروری است. برای اطلاعات بیشتر در ادامه توضیحاتی در ارتباط با آزمایش نفوذ پذیری ارائه می شود.

آزمایش نفوذپذیری

برای انجام آزمایش نفوذپذیری، چندین چاله با دیواره مستقیم (با استفاده از دستگاه های حفاری یا مته) که نهایتا قطر آنها  4 اینچ است در محلی که پساب برای نفوذ به خاک و انتقال به آب زیرزمینی تخلیه می شود، حفر می نماییم. خاک های نرم رسی یا خاک متراکم شده که در بدنه یا کف چاله حفر شده وجود دارد را به آرامی خرد و صاف می نماییم. مواد ضعیف را خارج نموده و به اندازه 2 اینچ خاک با دانه بندی خوب را به چاله اضافه می نماییم. درون چاله ها آب ریخته تا اینکه خاک اشباع شود و به رس اجازه متورم شدن داده می شود. همه انواع خاک به جز شن باید به مدت چهار ساعت قبل از آنالیز نتایج آزمایش نفوذ، خیس بخورد.

پس از مرحله خیس خوردن، بر روی سنگریزه کف به اندازه 6 اینچ آب اضافه می شود و نقطه ثابتی در سطح زمین که اندازه گیری ها نسبت به آن صورت می گیرد، تعیین می شود. با انتخاب زمان هایی با فواصل معین و ثابت برای اندازه گیری میزان نشست محاسبه می شود. زمانی که ارتفاع آب بالای سنگریزه کف از دو اینچ کمتر شد، مجددا آب اضافه می نماییم. اندازه گیری در فواصل ثابت ادامه می یابد تا اینکه نرخ ثابتی از نفوذ ایجاد شود. مدت زمانی در حد دقیقه که نیاز است تا آب به اندازه 1 اینچ در خاک نفوذ نماید را ضریب نفوذ پذیری خاک با واحد اینچ به دقیقه می نامند. در شکل 3 آزمایش نفوذ پذیری برای سپتیک تانک نشان داده شده است.

شکل 3 . آزمایش نفوذ پذیری برای سپتیک تانک

ظرفیت سپتیک تانک

سپتیک تانک باید حداقل 24 ساعت، شرایط نگهداشت پساب مایع را فراهم نماید یا حداقل ظرفیتی برابر با 750 گالن برای خانه ای با یک تا دو اتاق خواب، 900 گالن برای خانه ای با سه اتاق خواب و 1000 گالن برای خانه ای با چهار اتاق خواب داشته باشد. برای خانه هایی با بیش از چهار اتاق خواب، به ازای هر اتاق بیشتر از 4 عدد، 250 گالن به حجم تانک اضافه می شود. سپتیک تانک باید دسترسی هایی در ورودی و خروجی تنظیم کننده ها داشته باشد.

انتخاب مکان سپتیک تانک

در انتخاب مکان مناسب سپتیک تانک بایستی موارد زیر لحاظ گردد :

1 . در فاصله حداقل 100 فوت از نزدیکترین چاه یا چشمه، 10 فوت از نزدیک ترین خطوط لوله آب و 50 فوت از نزدیک ترین حوضچه یا جریان قرار گیرد.

2 . شیب زهکش به سمت ساختمان یا هر تأسیسات آبی نباشد.

3 . محوطه زهکشی فارغ از هرگونه درخت و بوته زار باشد.

4 . امکان افزایش فضای زهکش در صورت نیاز فراهم باشد.

5 . سپتیک تانک یا فضای زهکشی توسط راه عبوری یا بتن پوشیده نشود.

6 . سپتیک تانک و زهکش از فضاهای زهکشی و آبروها دور باشد.

7 . هرگز از شعله های روباز یا کبریت برای بازرسی از سپتیک تانک استفاده نشود. امکان انفجار شدید ناشی از گاز تولید شده فاضلاب وجود دارد.

برنامه ریزی و زهکشی سپتیک تانک

زهکش دارای دو یا تعداد بیشتر شیار در طول خود خواهد بود که طول شیارها نباید از 100 فوت تجاوز نماید. هر شیار دارای قسمت هایی است که در فاصله 4 اینچی از کف قرار گرفته است یا به لوله های زهکشی خوابیده که دارای سوراخ است، متصل است. لوله ها به صورت هموار قرار می گیرند تا پساب به طور مساوی در خاک پخش شود. ضریب نفوذ نشان می دهد آب با چه سرعتی در خاک نفوذ می نماید و بر اساس آن اندازه فضای زهکشی محاسبه می شود. در برخی مناطق علاوه بر این به بررسی های بیشتری نیاز خواهد بود.

نحوه ساخت فضای زهکشی سپتیک تانک

با استفاده از ضریب نفوذ محاسبه شده، مساحت مورد نیاز برای زهکشی به ازای هر اتاق خواب مشخص و در نهایت سطح کل مورد نیاز محاسبه می شود. ابتدا عرض مناسب فضای مربوطه را انتخاب (از 36 اینچ تجاوز نکند) و سپس طول آن را محاسبه کنید (طول هر شیار نباید بیشتر از 100 فوت باشد).

با طراحی شبکه، موقعیت قرارگیری هر شیار در فواصل معین مشخص می شود. پس از طراحی شبکه و شیارها، تخته ای که توسط یک نجار خوب درست شده، نصب می شود. از جعبه های توزیع برای پخش نمودن جریان در فضای زهکشی استفاده می شود. البته از این جعبه ها در همه جا استفاده نمی شود. برای مثال در جورجیا از این باکس ها استفاده نمی شود.

اگر زمین به صورت تپه ای باشد از پخش کننده های ردیفی استفاده می نماییم. خطوط زهکشی باید حداقل در فواصل 8 فوتی نسبت به هم قرار گیرند. می توان از جعبه پخش کننده هم در زمین های صاف و هم تپه ای استفاده نمود؛ از یک لایه خاک یا فونداسیون بتنی در فاصله حداکثر 12 اینچی دورتر از دیواره های جعبه به منظور اطمینان از کج نشدن جعبه پخش کننده در خاک استفاده می شود.

خط لوله از سپتیک تانک وارد جعبه پخش کننده می شود و تا تبدیل زانویی ادامه می یابد. آب باریکه پساب، از خطوط نفوذ یا خطوط زهکشی با طول های مساوی که به جعبه پخش کننده متصل است، عبور نموده و خارج می شود.

گودال های نفوذ یا زهکشی بهتر است در ترازی مشابه یا متفاوت نصب شوند. تمام باریکه های پساب که از جعبه پخش کننده می آید و از خطوط زهکشی عبور می نماید، باید در ترازی مشابه جعبه توزیع قرار گیرند؛ همچنین، طولی برابر با 2 فوت از ابتدای باریکه های پسابی که از جعبه توزیع می آید باید هموار (مستقیم) باشد. اگر گودال های زهکشی در ترازهای مختلفی باشند، تمهیدات ویژه ای باید در نظر گرفته شود؛ باید شیبی برابر با 1 به 8 اینچ به فوت، در فاصله 2 فوتی از طول باریکه پساب خارج شده از جعبه توزیع، به سمت گودال های زهکشی ایجاد شود. بهتر است خطوط زهکشی در شبکه هایی یکسان، بین 2 تا 4 اینچ در هر 100 فوت (2 فوت قابل قبول تر است) نصب شوند. چاله های کوتاه تر اما بیشتر، بهتر از تعداد کمتر و با طول بیشتر هستند.

نتیجه گیری

1 . با طراحی و نصب درست سپتیک تانک ها، می توان عمر سیستم را برای سال ها تضمین نمود. بازرسی های سالانه برای اندازه گیری عمق لجن به منظور جلوگیری از انسداد تانک، ناشی از پر شدن مواد جامد، مطلوب است.

2 . مقدار چربی های آشپزخانه و زباله که با ورود به فاضلاب وارد سپتیک تانک می شود را باید کاهش داد.

3 . مصرف بهینه آب، مقدار جریان ورودی و اشباع ناحیه زهکشی را کاهش خواهد داد.

4 . به منظور حفاظت از آبهای زیر زمینی، در بسیاری موارد اندازه سپتیک تانک را افزایش می دهند، این امر سبب کاهش تراکم سپتیک تانک خواهد شد.

5 . در نهایت، طراحی سپتیک تانک، ممکن است تحت محدودیت های دیگر در ناحیه تخلیه به آب های زیر زمینی در مناطق مختلف باشد.

پیشنهاد مطالعه : بررسی فاضلاب صنعتی و روش های تصفیه آن

منبع :

ترجمه نوشتاری از سایت scribd.com توسط الهام بخشیان، از مقالات تحلیلی ترجمه شده توسط گروه آموزشی 808