مقاله تحلیلی: ساخت و طراحی سپتیک تانک

تاریخچه

سپتیک تانک برای اولین بار در سال ۱۸۷۶ در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت، اگرچه این اختراع در سال ۱۸۸۱ در فرانسه ثبت شد. با مجهز نمودن سپتیک تانک به تنظیم کننده‌های جریان (Baffle) در سال ۱۹۰۵ بر کارایی این نوع سازه افزوده شد. در قرن حاضر پس از سال ۱۹۲۰ سپتیک تانک‌ها به طور گسترده‌ای در سطح جامعه مورد استفاده قرار گرفته اند. پس از جنگ جهانی دوم، سپتیک تانک‌ها 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 می‌نماید. 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 میکروب‌های خاک به درستی تصفیه شوند از میان ذرات خاک عبور می‌نمایند.

زمانی فرایند تصفیه به درستی توسط خاک صورت می‌گیرد 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 تانک‌ها به فضا نیاز دارند. تنها قسمتی از میکروارگانیسم‌ها و مواد شیمیایی با حرکت آب زائد به سمت پایین حذف می‌شوند. حتی سیستمی با عملکرد خوب هم می‌تواند قسمتی از فسفات‌ها، نیترات‌ها و باکتری را به آب زیرزمینی وارد نماید. به منظور اینکه آلودگی که وارد آب زیرزمینی می‌شود تا سطح ممکن کاهش یابد، این سیستم باید در قطعه‌ای با فضای کافی و مناسب نصب شود.

استفاده و طراحی مناسب بسیار حائز اهمیت است. سپتیک تانک‌ها به منظور تصفیه حجم و نوع فاضلابی که وارد آن می‌شود و متناسب با شرایط محلی طراحی می‌شوند. باید توجه داشت که سیستم بیش از اندازه بارگذاری نشود. مواد شیمیایی خطرناک و چربی زیاد نمی‌تواند در سپتیک تانک ته نشین شود. چربی‌های آشپزخانه باید در سطل زباله و نه در سپتیک تانک تخلیه شود. صرفه‌جویی در مصرف آب، بر عمر این سیستم می‌افزاید.

نگهداری و مراقبت همیشگی ضروری است. سپتیک تانک‌ها 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.

عملکرد سپتیک تانک‌ها

فاضلاب یا پساب خانگی تصفیه نشده به تندی تخلخل‌های شکل گرفته در میان دانه‌های خاک را مسدود می‌نمایند. در سپتیک تانک این امکان فراهم می‌شود که فاضلاب قسمتی از مایع به خاک زیرین نفوذ نماید. مهم‌ترین کاربرد سپتیک تانک‌ها عبارت است از حفظ توانایی جذب خاک زیرین. در این راستا سپتیک تانک‌ها سه رویکرد زیر را دنبال می‌نمایند:

ذرات جامد از مایع جدا می‌شوند. هنگامی که فاضلاب وارد تانک می‌شود، سرعت جریان کاهش می‌یابد و ذرات جامد سنگین ته نشین شده و لجن تشکیل می‌شود. روغن و دیگر ذرات جامد سبک‌تر به سطح بالای تانک حرکت می‌کنند و کف (تفاله) شکل می‌گیرد. هنگامی لجن و تفاله تخلیه می‌شود که مطمئن شویم پساب تصفیه شده (مایع) به ناحیه زهکشی برای جذب خاک تخلیه شده است.

امکان تصفیه بیولوژیکی را فراهم می‌نماید. مواد جامد و مایع طی یک فرایند طبیعی توسط عملیات باکتریایی تجزیه می‌شوند. این تجزیه در غیاب اکسیژن اتفاق می‌افتد (شرایط نا هوازی). در واقع نا هوازی همان معنای «سپتیک» را می‌دهد و این سیستم نام خود را از این فرایند گرفته است.

لجن و تفاله انبار می‌شود. مواد جامد در کف تانک انباشته و لجن تشکیل می‌شود. لجن شامل مواد جامد معلق و روغن ته نشین شده است. لجن و تفاله با گذر زمان تحلیل رفته و به احجام کوچک‌تر تبدیل می‌شود. 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 هوایی، بقیه مواد غیر فرار در تانک باقی می‌ماند. 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 می‌تواند فرایند زهکشی را مسدود و مختل نماید.

روغن‌های 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 تله‌های چربی (به دام اندازنده‌های چربی) عبور نماید.

بهترین کار این است که چربی‌های تولید شده در آشپزخانه را در شیشه‌های قدیمی شیر تخلیه نماییم و درون سطل زباله قبل از اینکه زهکشی شود قرار گیرند. مقادیر کم روغن آشپزخانه می‌تواند 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 می‌شود، پساب خروجی (Effluent) نام دارد. مقدار باکتری بسیار زیادی در پساب خروجی بر خلاف تصور عمومی وجود دارد.

پساب همچنین دارای نیتراتی است (از میان دیگر مواد) که به سمت پایین حرکت می‌کند. برای کاهش مقدار آلودگی که از طریق پساب خروجی به آب‌های زیر زمینی وارد می‌شود، در بسیاری موارد، اندازه فضای مورد نظر فاکتوری مهم می‌باشد.

فضاهای بزرگ‌تر سرعت بارگذاری را کاهش می‌دهد و به حفاظت از آب‌های زیرزمینی کمک می‌نماید. در برخی موارد، فضای تخلیه پساب خروجی به آب زیرزمینی دارای محیطی متخلخل یا خاک ماسه‌ای است. این نوع شرایط خاک برای سپتیک تانک‌ها مناسب نیست و یا نیاز به فضایی ۵۰ تا ۱۰۰ درصد بیشتر از مواردی که شرایط این‌گونه نیست، می‌باشد. پاتوژن‌ها (عوامل بیماری‌زا) توسط تماس با خاک شکسته می‌شوند؛ بنابراین از میزان این مواد زمانی که درون خاک نفوذ می‌نمایند کاسته خواهد شد. همچنین، باکتری‌ها به صورت ناگهانی توسط خاصیت فیلتراسیون خاک از بین می‌روند و در نتیجه سبب خالص‌سازی پساب خروجی می‌شوند.

لوله‌های زهکش در حدفاصل‌ها و منافذ تعبیه می‌شوند تا اجازه نفوذ پساب به خاک را فراهم می‌نمایند. 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 می‌شود.

آزمایش نفوذ‌پذیری

برای انجام آزمایش نفوذپذیری، چندین چاله با دیواره مستقیم (با استفاده از دستگاه‌های حفاری یا مته) که نهایتاً قطر آن‌ها ۴ اینچ است در محلی که پساب برای نفوذ به خاک و انتقال به آب زیرزمینی تخلیه می‌شود، حفر می‌نماییم. خاک‌های نرم رسی یا خاک متراکم شده که در بدنه یا کف چاله حفر شده وجود دارد را به آرامی خرد و صاف می‌نماییم. مواد ضعیف را خارج نموده و به اندازه ۲ اینچ خاک با دانه‌بندی خوب را به چاله اضافه می‌نماییم. درون چاله‌ها آب ریخته تا اینکه خاک اشباع شود و به رس اجازه متورم شدن داده می‌شود. 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 می‌شود و نقطه‌ ثابتی در سطح زمین که اندازه گیری‌ها نسبت به آن صورت می‌گیرد، تعیین می‌شود. با انتخاب زمان‌هایی با فواصل معین و ثابت برای اندازه‌گیری میزان نشست محاسبه می‌شود. زمانی که ارتفاع آب بالای سنگریزه کف از دو اینچ کمتر شد، مجدداً آب اضافه می‌نماییم. اندازه‌گیری در فواصل ثابت ادامه می‌یابد تا اینکه نرخ ثابتی از نفوذ ایجاد شود. مدت زمانی در حد دقیقه که نیاز است تا آب به اندازه ۱ اینچ در خاک نفوذ نماید را ضریب نفوذ پذیری خاک با واحد اینچ به دقیقه می‌نامند.

زمان تقریبی و کافی برای این آزمایش خاک رسی به مدت یک شب و برای خاک شنی به مدت ۳۰ دقیقه خواهد بود.

اندازه زهکش

پس از اینکه ضریب نفوذپذیری محاسبه شد، می‌توان سطح مورد نیاز گودال زهکشی را به دست آورد. در ادامه جدولی برای نواحی مسکونی ارائه شده است.

اگر بیش از ۵۰۰ فوت (خط مستقیم) فضا برای زهکشی نیاز باشد باید سیفونی به منظور پراکنده نمودن مایع در فضای زهکشی  طراحی شود. سیفون باید فضایی برابر با ۶۰ تا ۷۵ درصد حجمی که خط مستقیم ایجاد می‌نماید را دارا باشد. نمایی از یک زهکش متداول در شکل ۴ نمایش داده شده است.

تعیین محل و ابعاد

• زهکش باید حداقل ۱۰۰ فوت از نزدیک‌ترین چاه یا چشمه، ۱۰ فوت از نزدیک‌ترین خطوط لوله آب و ۵۰ فوت از نزدیک‌ترین حوضچه یا جریان فاصله داشته باشد.
• گودال (قطعه) زهکشی بهتر است تا حد امکان هموار باشد و عمق آن از ۲۵ اینچ کمتر و از ۳۶ اینچ بیشتر نباشد.
• به ندرت، گودال‌ها ممکن است عمیق‌تر از محدودیت در نظر گرفته شده حفر شوند که در این صورت با سنگریزه پر می‌شوند تا پساب خروجی فضای کافی برای نفوذ در خاک وجود داشته باشد.
• حداقل ۱۲ اینچ خاک باید در بالای قطعه‌ زهکشی وجود داشته باشد. همچنین، باید حداقل تا عمق ۶ اینچ، سنگریزه در بالای قطعه زهکشی وجود داشته باشد.
• عرض قطعه زهکشی نباید از ۳۶ اینچ تجاوز نماید.

ظرفیت سپتیک تانک

سپتیک تانک باید حداقل 24 ساعت، شرایط نگهداشت پساب مایع را فراهم نماید یا حداقل ظرفیتی برابر با ۷۵۰ گالن برای خانه‌ای با یک تا دو اتاق خواب، ۹۰۰ گالن برای خانه‌ای با سه اتاق خواب و ۱۰۰۰ گالن برای خانه ای با چهار اتاق خواب داشته باشد. برای خانه‌هایی با بیش از چهار  اتاق خواب، به ازای هر اتاق بیشتر از 4 عدد، 250 گالن به حجم تانک اضافه می‌شود. سپتیک تانک باید دسترسی‌هایی در ورودی و خروجی تنظیم کننده‌ها داشته باشد.

انتخاب مکان

• در فاصله حداقل ۱۰۰ فوت از نزدیک‌ترین چاه یا چشمه، ۱۰ فوت از نزدیک‌ترین خطوط لوله آب و ۵۰ فوت از نزدیک‌ترین حوضچه یا جریان قرار گیرد.
• شیب زهکش به سمت ساختمان یا هر تأسیسات آبی نباشد.
• محوطه زهکشی فارغ از هرگونه درخت و بوته زار باشد.
• امکان افزایش فضای زهکش در صورت نیاز فراهم باشد.
• سپتیک تانک یا فضای زهکشی توسط راه عبوری یا بتن پوشیده نشود.
• سپتیک تانک و زهکش از فضاهای زهکشی و آبروها دور باشد.
• هرگز از شعله‌های روباز یا کبریت برای بازرسی از سپتیک تانک استفاده نشود. امکان انفجار شدید ناشی از گاز تولید شده فاضلاب وجود دارد.

برنامه‌ریزی و زهکشی

زهکش دارای دو یا تعداد بیشتر شیار در طول خود خواهد بود که طول شیار‌ها نباید از 100 فوت تجاوز نماید. هر شیار دارای قسمت‌هایی است که در فاصله 4 اینچی از کف قرار گرفته است یا به لوله‌های 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 می‌دهد آب با چه سرعتی در خاک نفوذ می‌نماید و بر اساس آن اندازه فضای زهکشی محاسبه می شود. در برخی مناطق علاوه بر این به بررسی‌های بیشتری نیاز خواهد بود.

نحوه ساخت فضای زهکشی

با استفاده از ضریب نفوذ محاسبه شده و جدول ۱، مساحت مورد نیاز برای زهکشی به ازای هر اتاق خواب مشخص و در نهایت سطح کل مورد نیاز محاسبه می‌شود. ابتدا عرض مناسب فضای مربوطه را انتخاب (از ۳۶ اینچ تجاوز نکند) و سپس طول آن را محاسبه کنید (طول هر شیار نباید بیشتر از ۱۰۰ فوت باشد).

با طراحی شبکه‌، موقعیت قرارگیری هر شیار در فواصل معین مشخص می‌شود. پس از طراحی شبکه و شیارها، تخته‌ای که توسط یک نجار خوب درست شده، نصب می‌شود.

از جعبه‌های توزیع برای پخش نمودن جریان در فضای زهکشی استفاده می‌شود. البته از این جعبه‌ها در همه جا استفاده نمی‌شود. برای مثال در جورجیا از این باکس‌ها استفاده نمی‌شود.

اگر زمین به صورت تپه‌ای باشد از پخش‌کننده‌های ردیفی استفاده می‌نماییم. خطوط زهکشی باید حداقل در فواصل ۸ فوتی نسبت به هم قرار گیرند.

می‌توان از جعبه پخش‌کننده هم در زمین‌های صاف و هم تپه‌ای استفاده نمود؛ از یک لایه‌ خاک یا فونداسیون بتنی در فاصله حداکثر ۱۲ اینچی دورتر از دیواره‌های جعبه به منظور اطمینان از کج نشدن جعبه پخش‌کننده در خاک استفاده می‌شود.

خط لوله از سپتیک تانک وارد جعبه پخش کننده می‌شود و تا تبدیل زانویی ادامه می‌یابد.

آب باریکه‌ پساب، از خطوط نفوذ یا خطوط زهکشی با طول‌های مساوی که به جعبه پخش‌کننده متصل است، عبور نموده و خارج می‌شود.

گودال‌های نفوذ یا زهکشی بهتر است در ترازی مشابه یا متفاوت نصب شوند. تمام باریکه‌های پساب که از جعبه پخش کننده می‌آید و از خطوط زهکشی عبور می‌نماید، باید در ترازی مشابه جعبه توزیع قرار گیرند؛ همچنین، طولی برابر با ۲ فوت از ابتدای باریکه‌های پسابی که از جعبه توزیع می‌آید باید هموار (مستقیم) باشد.

اگر گودال‌های زهکشی در تراز‌های مختلفی باشند، تمهیدات ویژه‌ای باید در نظر گرفته شود؛ باید شیبی برابر با ۱ به ۸ اینچ به فوت، در فاصله ۲ فوتی از طول باریکه پساب خارج شده از جعبه توزیع، به سمت گودال‌های زهکشی ایجاد شود.

بهتر است خطوط زهکشی در شبکه‌هایی یکسان، بین ۲ تا ۴ اینچ در هر ۱۰۰ فوت (۲ فوت قابل قبول‌تر است) نصب شوند.

چاله‌های کوتاه‌تر اما بیشتر، بهتر از تعداد کمترو با طول بیشتر هستند.

نتیجه‌گیری

• با طراحی و نصب درست سپتیک تانک‌ها، می‌توان عمر سیستم را برای سال‌ها تضمین نمود. بازرسی‌های سالانه برای اندازه‌گیری عمق لجن به منظور جلوگیری از انسداد تانک، ناشی از پر شدن مواد جامد، مطلوب است.
• مقدار چربی‌های آشپزخانه و زباله که با ورود به فاضلاب وارد سپتیک تانک می‌شود را باید کاهش داد.
• مصرف بهینه آب، مقدار جریان ورودی و اشباع ناحیه زهکشی را کاهش خواهد داد.
• به منظور حفاظت از آب‌های زیر زمینی، در بسیاری موارد اندازه سپتیک تانک را افزایش می‌دهند، این امر سبب کاهش تراکم سپتیک تانک خواهد شد.
• در نهایت، طراحی سپتیک تانک، ممکن است تحت محدودیت‌های دیگر در ناحیه تخلیه به آب‌های زیر زمینی در مناطق مختلف باشد.

 منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.