اجراء پروژهٔ جمع‌آوری و تصفیهٔ فاضلاب در تهران ضرورتی اجتناب‌ناپذیر

● سیمای کلی پروژهٔ فاضلاب تهران
براساس مطالعات طرح جامع فاضلاب تهران، این شهر تا پایان سال ۱۴۱۰ (پایان دورهٔ طرح) جمعیتی بالغ بر ۵/۱۰ میلیون نفر را در خود جای خواهد داد گفتنی است که این جمعیت به تأیید مقام‌های مسئول شهر از جمله استانداری و فرمانداری نیز رسیده است و در این زمینه نظر واحدی وجود دارد.
مساحت شهر تهران حدود ۷۰ هزار هکتار است که برای آن بالغ بر ۹۰۰۰ کیلومتر لوله‌گذاری فاضلاب، شامل شبکه‌های فرعی، نیمه اصلی، اصلی و خطوط انتقال مورد نیاز است از نظر توپوگرافی شیب طبیعی شهر تهران از سمت شمال جنوب است به طوری‌که اختلاف ارتفاع شمالی‌ترین و جنوبی‌ترین نقطهٔ شهر به ۸۰۰ متر می‌رسد، از این ویژگی طبیعی زمین می‌توان برای مسیر جریان فاضلاب در لوله‌ها از شمال به جنوب به‌صورت ثقلی و بدون نیاز به پمپاژ بهره برد. بسیاری از شهرهای دیگر کشورمان از این ویژگی طبیعی بی‌بهره‌اند و ناچار در بعضی از نقاط شبکه به منظور جلوگیری از افزایش عمق لوله‌گذاری‌ها از سیستم پمپاژ کمک گرفته می‌شود که سبب بالا رفتن هزینه‌ها و افزایش مشکلات بهره‌برداری می‌شود.
در وضعیت فعلی چندین تصیفه‌خانه کوچک از نوع سیستم لجن فعال در نقاط مختلف شهر تهران وجود دارد که مجموع ظرفیت آن‌ها کمتر از ۴۰۰ هزار نفر است و قدمت بعضی از آن‌ها به بیش از ۳۰ سال می‌رسد. براساس مطالعات طرح جامع فاضلاب تهران بنا شده است که دو مکان برای احداث تصفیهٔ فاضلاب شهر تهران در نظر گرفته شود؛ یکی از این مکان‌ها در جنوب تهران در حد فاصل شهرری و پالایشگاه تهران قرار دارد که به این منظور زمینی به مساحت ۱۱۰ هکتار تملک شده و مدول‌های تصفیه‌خانه با همکاری بانک جهانی و پیمانکاران داخلی و خارجی در آن در حال احداث است.
این تصفیه‌خانه در مجموع ۴،۰۰،۰۰۰ نفر را پوشش می‌دهد و ظرفیت هر مدول آن ۵۲۵،۰۰۰ نفر است. پساب تولیدی در این تصفیه‌خانه در نهایت در دشت جنوب تهران به مصرف آبیاری زمین‌های کشاورزی خواهد رسید. مکان دیگر احداث تصفیه‌خانه‌ها در جنوب غرب تهران خواهد بود که فاضلاب مناطق غرب و جنوب غرب و بخش‌های مرکزی شهر تهران به این تصفیه‌خانه منتقل خواهد شد. ظرفیت این تصفیه‌خانه در مجموع ۶،۳۰۰،۰۰۰ نفر خواهد بود که مطالعات مکان‌یابی آن در دست انجام است.
● محاسبهٔ ظرفیت هیدرولیکی فاضلاب‌روها:
در طراحی شبکه‌های فاضلاب از نظر هیدرولیکی باید به چهار پارامتر زیر توجه شود.
▪ سرانهٔ تولید فاضلاب در آغاز و پایان دورهٔ طرح
▪ تراکم جمعیت در ابتدا و انتهای دورهٔ طرح
▪ ضریب پیک ساعتی فاضلاب به‌منظور دخالت دادن نوسان‌های تولید فاضلاب در تعیین قطر لوله‌ها
▪ میزان نشتاب و آب باران نفوذی به شبکه
در طراحی شبکه‌های جمع‌آوری فاضلاب از فرمول ماننینگ و کلبروک استفاده می‌شود که توسط تمام مراجع معتبر تأیید شده و تاکنون روشی فراتر از آن نیز ارائه نشده است.
در طراحی شبکه‌های فاضلاب، قطر و شیب لوله‌ها طوری محاسبه می‌شود که برای بحرانی‌ترین شرایط از نظر حجم فاضلاب تولیدی جواب‌گو باشد که این بحرانی‌ترین شرایط همان شرایط پایان دورهٔ طرح در روزهای بارانی است.
از نظر استاندارد حداقل قطر لوله‌های فاضلاب ۲۰۰ میلیمتر و حتی در بعضی کوچه‌ها که امکان بلندمرتبه‌سازی وجود دارد به ۳۰۰ میلیمتر افزایش یافته است. از سوی دیگر شبکه‌های فاضلاب برای درصد پرشدگی ۱۰۰ درصد یا طراحی نمی‌شوند و برای این‌که ظرفیت خالی برای جواب‌گوئی شرایط پیش‌بینی نشده وجود داشته باشد در طراحی بیشترین درصد پرشدگی یارا ۶۶ درصد در نظر می‌گیرند. به این ترتیب نگرانی خاصی از نظر ظرفیت هیدرولیکی شبکه وجود نخواهد داشت.
اطلاعات مربوط به بلندمرتبه‌سازی براساس آمار به‌دست آمده از شهرداری در طراحی در نظر گرفته شده است و هم‌چنین اگر قطر لوله‌های فاضلاب بیش از حد نیاز انتخاب گردد در این‌صورت از نظر هیدرولیکی سرعت فاضلاب کاهش یافته و جامدات معلق، در لوله رسوب خواهد کرد که از نظر بهره‌برداری مشکل‌ساز است.
● سیستم فاضلاب متمرکز یا غیرمتمرکز در تهران
سیستم فاضلاب غیر متمرکز به این معنی است که در نقاط مختلف شهر تهران با توجه به نیاز، تصفیه‌خانه‌های فاضلاب کوچک و محلی به‌صورت مستقل برای هر ناحیه ساخته شود.
سیستم جمع‌آوری فاضلاب متمرکز به این معنا است که فاضلاب‌های تولیدی در شهر تهران توسط خطوط انتقال به دو یا سه محل در پائین دست تهران منتقل و تصفیه شود.
طبیعی است که در این روش ظرفیت تصفیه‌خانه بالا خواهد بود و تعدد مکان‌های تصفیه‌خانه وجود نخواهد داشت.
احداث سیستم فاضلاب غیرمتمرکز برای شهر تهران با وسعت ۷۰۰۰۰ هکتار توجیه فنی ـ اقتصادی و زیست محیطی ندارد زیرا اگر تصفیه‌خانه‌ها در داخل محدودهٔ شهر قرار گیرند، مشکل اصلی آن‌ها مسئلهٔ کمبود زمین، بالا بودن قیمت آن و مسائل زیست‌محیطی است و با توجه به عدم رعایت فاصلهٔ مناسب تا مناطق مسکونی باعث ایجاد مزاحمت‌هائی برای ساکنان اطراف تصفیه‌خانه خواهد شد.
ضمن این‌که مسئله دفع لجن که همیشه در تصفیه‌خانه‌ها به‌عنوان یک معضل بزرگ وجود داشته است، در این مورد نیز وجود خواهد داشت. استفاده از پساب در اطراف تصفیه‌خانه اگر چه می‌تواند به‌عنوان یک پارامتر مطرح باشد. ولی چون پارامتر اصلی، یافتن زمین مناسب برای احداث تصفیه‌خانه است لذا این مورد محقق نخواهد شد. به این ترتیب استفاده از پساب در داخل محدودهٔ شهر برای فضای سبز اولویت خود را از دست داده و در درجهٔ دوم اهمیت قرار خواهد گرفت.
هم‌چنین متنوع بودن سیستم‌های تصفیه و پراکنده بودن تصفیه‌خانه‌ها در سطح شهر تهران نه تنها کمکی به بهبود بهره‌برداری نمی‌کند، بلکه باعث افزایش مشکلات بهره‌برداری و افزایش هزینه‌ها نیز خواهد شد. به‌عنوان مثال اگر در تهران ۲۰۰ تصفیه‌خانه با ظرفیت هر کدام ۵۰۰۰۰ نفر احداث شود در این‌صورت در هر شبانه‌روز تنها برای بخش حفاظت تصفیه‌خانه به ۶۰۰ نفر نیروی انسانی نیاز خواهد بود.
در صورتی‌که اگر تصفیه‌خانه‌ها به دو مکان محدود شود در این‌صورت تعداد نیروی انسانی مورد نیاز کمتر از ۲۰ نفر خواهد بود. البته احداث سیستم‌های غیرمتمرکز برای شهرک‌های جدید که با الگوی شهرسازی ساخته می‌شوند و در طرح اولیه آن‌ها پیش‌بینی فضای خصوصی برای تأسیسات شهری از جمله احداث تصفیه‌خانه در نظر گرفته شود، می‌تواند قابل بررسی باشد، ولی برای شهر تهران با توجه به تراکم جمعیت، وسعت شهر و کمبود فضا و مکان برای احداث تصفیه‌خانه، می‌تواند عوارض زیست‌محیطی فراوانی به‌همراه داشته باشد و حتی اگر از فرآیندهای پیشرفته نیز برای این منظور استفاده گردد، باز باعث ایجاد مزاحمت برای ساکنان اطراف تصفیه‌خانه می‌شود.
از سوی دیگر در انتخاب فرآیند برای سیستم‌های متمرکز می‌توان تصفیه‌خانه را به‌نحوی ساخت که هر واحد آن دارای فرآیندی متفاوت باشد و احداث سیستم متمرکز به این معنی نیست که تمام تصفیه‌خانه با یک فرآیند خاص طراحی شود. به این ترتیب انعطاف‌پذیری زیادی در رابطه با انتخاب نوع فرآیند در سیستم متمرکز نیز وجود خواهد داشت. در مورد تشدید گرفتاری‌ها در هنگام بلایای طبیعی از جمله بروز زلزله می‌توان گفت که در چنین مواقعی چنان‌چه سایر شریان‌های حیاتی مهم مثل لوله‌های آب‌رسانی آسیب‌پذیر باشند، در این‌صورت اگر مصرف آب در جامعه محدود شود طبیعتاً تولید فاضلاب نیز محدود خواهد شد. ضمن این‌که حساسیت لوله‌های فاضلاب از سایر تأسیسات مثل برق و گاز بسیار کمتر است.
ضمن این‌که وجود مسیل‌های طبیعی در شهر تهران این مزیت را دارد که طراحی شبکه به‌نحوی انجام گیرد که در مواقع ضروری بتوان فاضلاب‌های اضافی را به مسیل‌های طبیعی تخلیه نمود از این‌رو انعطاف‌پذیری سیستم نمی‌تواند به‌عنوان یک عیب مطرح باشد. افزون بر این‌ها براساس تحقیقات جدید هر چه فاضلاب در لوله‌ها در زمان طولانی‌تر جریان داشته باشد یا به‌عبارت دیگر مسیر لوله‌گذاری‌ها طولانی‌تر باشد، تصفیهٔ فاضلاب و تجزیهٔ آلودگی‌های موجود در آن توسط میکروارگانیسم‌ها راحت‌تر و ساده‌تر انجام می‌پذیرد زیرا در طول مسیر حرکت فاضلاب در لوله‌ها بیشتر ترکیبات موجود در آن در اثر فعل و انفعالات بیولوژیکی و شیمیائی به ترکیبات ساده‌تر تجزیه می‌شوند که این ترکیبات توسط میکروارگانیسم‌های موجود در تصفیه‌خانه راحت‌تر تجزیه شده و اکسیداسیون بیولوژیکی انجام می‌گیرد.● نحوهٔ اجراء شبکهٔ جمع‌آوری فاضلاب
اگر چه در حال حاضر بخش عمدهٔ لوله‌گذاری‌ها در شهر تهران از طریق حفر تونل سنتی انجام می‌گیرد ولی این بدان معنی نیست که بسترسازی لوله‌گذاری‌ها یا شیب آن‌ها نامناسب باشد زیرا کنترل بسترسازی‌ها و شیب لوله‌گذاری‌ها توسط گروهی از مهندسان مربوط که به‌عنوان دستگاه نظارت بر اجراء شبکه فعالیت دارند انجام می‌گیرد.
در مناطقی نیز که شبکه‌های فاضلاب به بهره‌برداری رسیده است مناسب بودن جریان هیدرولیکی فاضلاب در لوله‌ها نشان‌دهندهٔ این است که لوله‌گذاری‌ها از نظر شیب مشکلی ندارد.
البته به‌کارگیری روش‌های مکانیزه هم‌چون پایپ جکینگ و میکروتونلینگ نیز در طرح فاضلاب تهران به‌صورت محدود آغاز شده است و پیش‌بینی می‌شود که در سال‌های آینده روش اجراء شبکه به سمت روش‌های کاملاً مکانیزه پیش رود و استفاده از تونل سنتی از فعالیت‌های اجرائی حذف شود.
● جنس لوله‌های به‌کار رفته
در دههٔ ۱۳۷۰، سیاست شرکت مهندسی آب و فاضلاب کشور کاربرد لوله‌های بتنی در شبکه‌های فاضلاب بود به طوری‌که برای این منظور نیز کارخانه‌های تولید لوله‌های بتنی در بسیاری از شهرهای کشور راه‌اندازی شد.
ولی در چند سال اخیر با توجه به مسئلهٔ خوردگی لوله‌های بتنی در شبکه‌های فاضلاب، تصمیم بر این گرفته شده که از لوله‌های پلی‌اتیلن استفاده شود. شرکت فاضلاب نیز از این تصمیم‌گیری پیروی کرده است به طوری‌که در سه سال گذشته تا جائی‌که امکان داشته لوله‌های پلی‌اتیلن در شبکهٔ فاضلاب به‌کار رفته است، مگر در قطرهای بسیار بالا که امکان تولید لوله‌های پلی‌اتیلن در حال حاضر در داخل کشور وجود نداشته باشد.
برای رویاروئی با مسئلهٔ تغییر شکل سطح مقطع لوله‌های پلی‌اتیلن به‌واسطهٔ بارها و فشارهای وارده، امروزه به‌جای استفاده از لوله‌های پلی‌اتیلن تک‌جداره از پلی‌اتیلن دوجداره استفاده می‌شود که مقاومت کافی در برابر فشارهای وارده را خواهد داشت.
البته اگر در تهیهٔ لوله‌های پلی‌اتیلن تک‌جداره نیز معیارها و ضوابط فنی رعایت شده و ضخامت لوله‌ها به اندازهٔ کافی باشد در این‌صورت مشکل تغییر شکل سطح مقطع به‌واسطهٔ بارهای وارده به حداقل خواهد رسید.
در هر حال، جنس لوله‌های به‌کار رفته شبکهٔ فاضلاب تهران چیزی جدا از لوله‌هائی که در حال حاضر در سایر نقاط جهان یا سایر شهرهای کشور به‌کار می‌رود نیست و مورد تأیید شرکت آب و فاضلاب نیز قرار گرفته است.
● بی‌نیازی به تصفیهٔ پیشرفتهٔ فاضلاب
اگر نگارنده مقاله بر این باور بوده است که تخلیهٔ فاضلاب بدون تصفیه در چاه جاذب و زمین مشکلی به‌وجود نمی‌آورد، پس سخن گفتن از تصفیهٔ پیشرفته فاضلاب جای بسی تأمل دارد چرا که در صورت انتخاب فرآیند تصفیهٔ پیشرفته هزینه‌های تصفیهٔ فاضلاب به شدت افزایش خواهد یافت.
از سوی دیگر در طراحی تصفیه‌خانهٔ جنوب تهران فرض بر این است که چون قرار است پساب تولیدی در تصفیه‌خانه به مصارف کشاورزی و فضای سبز برسد، پس نیازی به تصفیه پیشرفته ندارد. هم‌چنین در آن منطقه آب‌های سطحی دائمی وجود ندارد که تخلیهٔ پساب به آن سبب بروز پدیده اتروفیکاسیون شود. در عین حال در انتخاب فرآیند تصفیه در جنوب تهران سعی شده از فرآیند تصفیهٔ متداول به‌علاوه تصفیهٔ پیشرفتهٔ جزئی به‌عنوان حذف ازت استفاده شود. ضمن این‌که طراحی تصفیه‌خانه به‌نحوی است که می‌توان بعداً واحدهای تصفیهٔ پیشرفته را به آن افزود.
● استقبال شهروندان تهران از اجراء پروژه
طبیعی است که استقبال شهروندان از اجراء چنین پروژه‌هائی در نقاط مختلف شهر متفاوت خواهد بود زیرا در مناطقی که مردم به‌دلیل نامناسب بودن بافت خاک یا بالا بودن سطح آب‌های زیرزمینی با مشکل دفع فاضلاب در چاه جاذب روبه‌رو باشند، استقبال از شبکهٔ فاضلاب بسیار بالا خواهد بود و حتماً در چنین مناطقی پیش از احداث شبکه درخواست‌های زیادی برای خرید انشعاب فاضلاب وجود داشته است.
برعکس در مناطقی از شهر که مشکل دفع فاضلاب در چاه جاذب وجد ندارد، استقبال مردم از احداث شبکهٔ فاضلاب پائین خواهد بود که دلائل گوناگونی هم‌چون وضعیت اقتصادی، ناآگاهی و اطلاع‌رسانی نامناسب بر آن تأثیر خواهد گذاشت. نکتهٔ قابل توجه این است که اجراء سیاست‌های تشویقی از جمله با تقسیط هزینه‌های خرید انشعاب فاضلاب، سبب افزایش استقبال از شبکهٔ فاضلاب شد.
ضمن این‌که اطلاع‌رسانی به مردم از طریق رسانه‌های عمومی نیز می‌تواند سبب آگاه‌سازی شهروندان و تمایل آن‌ها به خرید انشعاب فاضلاب شود و چنین روندی را می‌توان در بعضی از مناطق تهران از طریق مقایسهٔ تمایل شهروندان به خرید انشعاب فاضلاب در سال‌های پیش و در زمان حاضر به‌چشم دید.
البته مواردی نیز وجود دارد که در ساختمان‌های قدیمی امکان تفکیک لوله‌های فاضلاب در منزل مشکل است و در چنین حالتی صاحبان خانه‌ها ممکن است تمایلی به خرید انشعاب فاضلاب نداشته باشند ولی در ساختمان‌های تازه ساخت که لوله‌کشی داخل ساختمان از همان آغاز به‌صورت جداگانه انجام می‌گیرد، نصب انشعاب فاضلاب هیچ مشکلی نخواهد داشت و استقبال صاحبان منازل از شبکهٔ فاضلاب نیز بالا خواهد بود.
● استفاده از چاه جاذب، روش مردود دفع فاضلاب
امروزه یکی از روش غیراصولی و غیربهداشتی دفع فاضلاب استفاده از چاه جاذب است که می‌تواند برای منابع آب‌های زیرزمینی تهدید جدی به‌شمار آید و تاکنون توسط هیچ مرجعی استفاده از چاه جاذب برای تخلیهٔ فاضلاب توصیه نشده است و حتی برای مناطق کوچک مثل روستاها نیز استفاده از آن منع شده است.
رشد روزافزون جمعیت شهر تهران و تأمین آب مورد نیاز شهر از منابع آبی مختلف نظیر رودخانه‌های کرج، لار، لتیان و... سبب می‌شود، بخش عمدهٔ این آب‌ها به‌صورت فاضلاب، از طریق چاه‌های جاذب وارد آب‌های زمینی شده و باعث بالارفتن سطح آب زیرزمینی در مناطق پائین‌دست شهر شود. در نتیجه اکوسیستم حوضهٔ آبریز منطقه دستخوش تغییرات شدید شده و خاک قدرت خودپالائی خود را از دست می‌دهد. از این‌رو اقدام برای جمع‌آوری فاضلاب تهران نمود بیشتری پیدا می‌کند.
جای بسی تأسف است که اندک کارشناسانی بر این باورند که استفاده از چاه جاذب را می‌توان هنوز به‌عنوان روش مناسب دفع فاضلاب آن‌هم در شهری به بزرگی تهران مطرح کرد. اگر چه امروزه روش‌های تصفیهٔ فاضلاب در زمین یا Land Treatment مطرح شده است ولی هیچ‌کدام از این روش‌ها عملکردی مشابه چاه جاذب ندارند به‌ویژه این‌که روش‌های Land Treatment برای جاهای خاص و جوامع کوچک آن‌هم در مقیاس محدود می‌تواند قابل استفاده باشد. تخلیه کردن فاضلاب چندین میلیون نفر به‌داخل چاه جاذب می‌تواند سبب مسدود شدن منافذ زمین شده، نفوذپذیری خاک را کاهش دهد که در این‌صورت پس از مدت کوتاهی چاه جاذب دیگر کارساز نخواهد بود.
علاوه بر این آلودگی آب‌های زیرزمینی یکی از پی‌آمدهای خطرناک تخلیهٔ فاضلاب به‌داخل چاه جاذب است که این مسئله در شهرهائی که مجهز به سیستم جمع‌آوری و دفع فاضلاب نیستند به‌چشم می‌خورد. از آن‌جا که در مورد مسائل بهداشتی همیشه اولویت بر پیش‌گیری است، در این رابطه نیز باید هدف این باشد که از آلودگی آب‌های زیرزمینی جلوگیری شود نه این‌که آب‌ها را آلوده کنیم و سپس آن‌ها را برای مصارف مختلف با هزینهٔ زیاد تصفیه کنیم.
در پایان به استحضار می‌رساند که مطرح کردن چنین مباحثی جزء به خطر انداختن محیط زیست کشور و تحمل هزینه‌های بالاتر به پروژه چیزی به‌همراه نخواهد داشت.
● اجراء سیستم‌های آب‌رسانی مجزا، پرهزینه‌تر از احداث شبکهٔ جمع‌آوری فاضلاب
بررسی‌ها در بسیاری از نقاط جهان نشان داده که اجراء سیستم آب‌رسانی دوگانه (آب آشامیدنی و غیر آشامیدنی) هم از نظر اجرائی و هم از نظر اقتصادی بسیار پرهزینه است و جداسازی آب آشامیدنی از آب بهداشتی آن‌هم در شهری پرجمعیت چون تهران عملاً شدنی نیست. در مورد درصد آب آشامیدنی نسبت به کل آب مصرفی در یک خانواده نیز اعلام می‌دارد که اگر چه برای مصرف آشامیدن، انسان روزانه به ۲ تا ۳ لیتر آب نیاز دارد ولی عملاً برای مصارفی مانند شست و شو، پخت و پز، حمام و... کیفیت آب باید هم‌چون آب آشامیدنی باشد.
از این‌رو از کل آب مصرفی در منزل نزدیک به ۵۰ درصد آن باید کیفیتی در حد آب آشامیدنی داشته باشد که آب‌های زیرزمینی مناطق شهری معمولاً از کیفیت مناسب برای این منظور برخوردار نیستند و تصفیهٔ آن‌ها نیز برای رسیدن این کیفیت به میزان آب آشامیدنی هزینهٔ زیادی را در بر خواهد داشت.
توزیع آب بسته‌بندی شده نیز برای شهر تهران گزینهٔ مناسبی نیست زیرا افزون بر مشکلات اجرائی و هزینه‌بر بودن آن، ممکن است مشکلات اجتماعی و سیاسی نیز در جامعه به‌همراه داشته باشد.
در نهایت منابع آب زیرزمینی تهران نمی‌تواند برای مصارف شهری و شرب ارزشمند باشد زیرا اولاً پراکندگی این آب‌ها در زیرزمین در همه جا یکسان نیست و از نظر توپوگرافی اگر بخواهیم آب‌های منطقهٔ جنوب را به شمال منتقل کنیم بسیار پرهزینه خواهد بود. ضمن این‌که این منابع برای تأمین آب شهر منابعی مطمئن و پایدار نیستند.

دکتر محمدباقر میران‌زاده

منبع : ماهنامه فنی و مهندسی ساختمان و شهر