شبكة الصرف الصحي

خريطة شبكة الصرف الصحي في لندن، أواخر القرن 19.

شبكة الصرف الصحي ر، هي البنية التحتية التي تنقل المجاري أوالمياه السطحية الجارية (تصريف مياه الأمطار، مياه الجليد المنصهر، مياه الأمطار) عن طريق المجاري. تتكون شبكة الصرف الصحي من مكونات مثل مصارف المياه، المطابق، محطات الضخ، وغرف فحص المجاري المجمعة أوأنابيب الصرف الصحي. تنتهي شبكة الصرف الصحي عند مدخل محطة معالجة الصرف الصحي أوعند نقطة التفريغ في البيئة. وهي تعبير عن منظومة من الأنابيب، الغرف، المطابق... الخ، والتي تقوم بنقل مياه المجاري أوالأمطار.

التاريخ

امتدادًا للثورة الصناعية، فقد نمت الكثير من المدن في أوروپا وأمريكا الشمالية في القرن التاسع عشر، مما أدى في كثير من الأحيان إلى الازدحام وزيادة المخاوف بشأن الصحة العامة. كجزء من توجه برامج الصرف الصحي المحلية في أواخر القرن التاسع عشر والعشرين، فقد شيدت الكثير من المدن أنظمة صرف صحي واسعة النطاق للمساعدة في السيطرة على تفشي بعض الأمراض مثل التيفوئيد والكوليرا.^:29-34 في البداية كانت هذه الأنظمة تصرف مياه الصرف الصحي مباشرة إلى المياه السطحية دون معالجة. وبما حتى تلوث المسطحات المائية أصبح مصدر قلق، فقد أضافت المدن محطات معالجة الصرف الصحي لأنظمتها. خضعت معظم المدن في الولايات المتحدة إلى ثورات تغيير في الصرف الصحي بين عامي 1900 و1935، وذلك بإضافة أنظمة الصرف الصحي الأكثر تكلفة وغيرها من التقنيات للتخلص من البكتيريا الضارة من خلال معالجة المياه باستخدام الكلور وترشيح المياه ومياه الصرف الصحي. في المناطق التي يوجد بها تلوث سطحي بالقرب من الشاطئ، مثل كليفلاند، تم وضع أنظمة امتصاص موسعة في المياه للحد من التلوث في مياه الشرب. خلال هذه الفترة، كان هناك انخفاض في الأمراض في المدن، مثل حمى التيفوئيد التي تقلصت من 35 حالة من جميع 10،000 إنسان إلى أقل منخمسة حالات من جميع 10،000 من السكان. يمكن لهذه الأنظمة الأولية من أنظمة مجاري الصرف حتى تكون معتمدة مع الزيادة السكانية في المدن وذلك لأن متوسط العمر المتسقط يزيد والسقم يقل.

المكونات والأنواع

خريطة لشبكات الصرف الصحي في سياتل، 1894.

يتألف الجزء الرئيسي من شبكة الصرف الصحي من أنابيب ضخمة (مثل المجاري، أوأنابيب الصرف الصحي) والتي تنقل مياه المجاري من نقطة الغنتاج إلى نقطة المعالجة أوالتفريغ.

عادة ما تتضمن شبكات الصرف الصحي التي تعتمد على الجاذبية وحدها على المكونات التالية:

مجاري مجمعة
شبكة صرف صحي مبسطة
خزان تجميع

أما شبكات الصرف الصحي التي لا تعتمد على الجاذبية وحدها فتضم:

Vacuum sewer
Effluent sewer

شبكة الصرف المبسطة

شبكة الصرف الصحية المبسطة تتكون من الأنابيب ذات القطر الصغير (عادةًقد يكون200 مم أوحواليثمانية بوصات)، والموضوعة غالبًا في تدرجات مسطحة إلى حد ما (1 في 200). التكلفة الاستثمارية لمجاري الصرف الصحي يمكن حتى تصل لحوالي نصف تكاليف مجاري الصرف التقليدية. ومع ذلك، فإن متطلبات عمليات التشغيل والصيانة عادةً ما تكون أعلى من ذلك. تعتبر مجاري الصرف المبسطة هي الأكثر شيوعًا في البرازيل وتستخدم أيضًا في عدد من البلدان النامية الأخرى.

المصطلحات

في الدول المتقدمة، تكون شبكات الصرف عادةً تعبير عن خطوط أنابيب تبدأ بالأنابيب المتصلة من المباني إلى واحد أوأكثر من المستويات الأكبر لشبكة المجاري الرئيسية للقنوات تحت الأرض، والتي تنقل مياه الصرف الصحي إلى مرافق معالجة مياه الصرف الصحي. الأنابيب الرأسية، التي تسمى فتحات دخول غرف التفتيش، تعمل على توصيل شبكة المجاري الرئيسية إلى السطح. يتم استخدام فتحات دخول غرف التفتيش للوصول إلى أنابيب الصرف الصحي من أجل عمليات الفحص والصيانة، وأيضًا كوسيلة لتسريب الغازات من مجاري الصرف. كما أنها تسهل الزوايا الرأسية والأفقية في خطوط الأنابيب المستقيمة الأخرى. تعمل مجاري الصرف بقوة الجاذبية بشكل عام، إلا أنه يمكن استعمال المضخات إذا كان ذلك ضروريًا. أنبوب الصرف الأكثر استخدامًا هوالأنبوب SDR-35 (معدل الأبعاد القياسي 35)، مع الأنابيب الفرعية الأصغر حجمًا والمتصلة داخل شبكة مجارٍ رئيسية أكبر حجمًا^{[بحاجة لمصدر]}

وتسمى أنابيب نقل مياه الصرف الصحي من مبنى فردي إلى أنبوب تجميع الصرف الصحي العام باسم الأنابيب الفرعية. مجاري الصرف الفرعية تعمل عادةً تحت الشوارع التي تستقبل الأنابيب الفرعية من المباني الموجودة على طول هذه الشوارع وتصرفها بقوة الجاذبية في قنوات الصرف الرئيسية في غرف التفتيش. من الممكنقد يكون لدى المدن الكبيرة مجاري صرف تسمى المجاري الحاجزة والتي تستقبل التدفقات من قنوات الصرف الرئيسية المتعددة. محطة الحمل هي تعبير عن بالوعة تجميع الصرف الصحي مع وجود مضخة لحمل مياه الصرف الصحي المتراكمة لارتفاعات عالية. من الممكن تعمل المضخة على التصريف إلى مجرى صرف تجميعي آخر في ذلك المسقط أومن الممكنقد يكون التصريف من خلال قوة ضغط شبكة المجاري الرئيسية في بعض المواقع البعيدة.

الصيانة والإصلاح

Vacuuming debris from a sewer line

جميع شبكات الصرف تتدهور مع تقدم العمر، ولكن معضلة التسريب/التدفق تعتبر معضلة استثنائية لمجاري الصرف الصحي، لأن كلاً من مجاري الصرف المجمعة ومصارف مياه الأمطار الغزيرة تم تصميمهما بشكل يتيح لهما حمل هذه الأمور. التحكم بدرجات مقبولة في التسريب يحتاج مستوى أعلى من الصيانة اللازمة لاعتبارات السلامة الهيكلية لمجاري الصرف المجمعة. يلزم وجود برنامج تام لفحص البناء وذلك لمنع الاتصال غير الملائم من القبووالفناء ومصارف الأسطح بمجاري الصرف الصحية. احتمالية وجود الاتصال غير الملائم تكون أعلى عندما توجد مجاري الصرف المجمعة ومجاري الصرف الصحية على مقربة من بعضها، وذلك لأن الموظفين في البناء قد لا يمكنهم التعهد على الفرق بينهما. الكثير من المدن القديمة مازالت تستخدم مجاري الصرف المجمعة في حين أنه قد تم بناء الضواحي المتجاورة بمجاري صرف صحية منفصلة.

على مدى عقود، كان الخيار الوحيد عند حدوث تشققات أوغيرها من الأعطال الأخرى في أنابيب الصرف الصحي، هوالعملية المكلفة من النبش عن الأنابيب التالفة واستبدالها، الأمر الذي يحتاج عادةً إعادة تعبيد الشارع بعد ذلك. في منتصف الخمسينيات، تم اختراع الوحدة حيث تم سحب وحدتين في نهاية جميع طرف مع مزيج خاص من الأسمنت بينهما من غطاء فتحة غرفة التفتيش إلى الذي يليه، وطلاء الأنبوب بالأسمنت تحت ضغط عالٍ ثم تجفيفه بمعدل سريع، وإحكام غلق جميع الشقوق والكسور في الأنبوب.

التحديات

طاولة المياه

التنظيمات

انظر أيضاً

تاريخ الموارد المائية والصرف الصحي
قائمة الموارد المائية والصرف الصحي حسب البلد
Sanitary sewer overflow (SSO)
تطهير المياه
Sewer mining

المصادر

^ Steven J. Burian, Stephan J. Nix, Robert E. Pitt, and S. Rocky Durrans (2000). "Urban Wastewater Management in the United States: Past, Present, and Future." Journal of Urban Technology, Vol. 7, No. 3, pp. 33-62. doi:10.1080/713684134. Archived 11 August 2017^{[Date mismatch]} at the Wayback Machine.
^ خطأ استشهاد: وسم <ref> غير سليم؛ لا نص تم توفيره للمراجع المسماة Staley1899
^ Cutler, David and Miller, Grant, "The Role of Public Health Improvements in Health Advances: The 20th Century United States", The Role of Public Health Improvements in Health Advances, February 2004
^ American Society of Civil Engineers and Water Pollution Control Federation Design and Construction of Sanitary and Storm Sewers (1969) pp.2&288
^ Hammer, Mark J. Water and Waste-Water Technology (1975) John Wiley & Sons ISBN 0-471-34726-4 p.442
^ Steel, E.W. and McGhee, Terence J. Water Supply and Sewerage (1979) McGraw-Hill ISBN 0-07-060929-2 p.22
^ "Sewer Sealing Machine Patches Cracks Underground." Popular Mechanics, April 1956, p. 86. Archived 17 January 2017^{[Date mismatch]} at the Wayback Machine.