حوضچه‌ تهنشینی مستطیلی (Rectangular)

مقدمه: جایگاه حوضچه‌های مستطیلی در تصفیه فاضلاب

حوضچه‌های تهنشینی مستطیلی از پرکاربردترین انواع حوضچه‌های تهنشینی در تصفیه خانه‌های فاضلاب شهری و صنعتی محسوب می‌شوند. این حوضچه‌ها با ساختار خطی و جریان افقی، امکان جداسازی موثر ذرات معلق از فاضلاب را فراهم می‌کنند. بیش از 80% تصفیه خانه‌های بزرگ شهری در جهان از این نوع حوضچه‌ها استفاده می‌کنند که نشان دهنده محبوبیت و کارایی بالای آنهاست.

اصول طراحی حوضچه‌های مستطیلی

پارامترهای کلیدی طراحی

1. نسبت طول به عرض:

   • معمولاً بین 3:1 تا 5:1

   • حداقل طول 15 متر برای عملکرد بهینه

2. عمق موثر:

   • معمولاً 2.5 تا 4 متر

   • حداقل عمق 2 متر برای جلوگیری از اختلال جریان

3. سرعت جریان:

   • بهینه: 0.3 تا 0.7 متر بر دقیقه

   • حداکثر مجاز: 1 متر بر دقیقه

4. زمان ماند هیدرولیکی:

   • تهنشینی اولیه: 1.5 تا 2.5 ساعت

   • تهنشینی ثانویه: 1 تا 2 ساعت

محاسبات اساسی طراحی

سرعت سطحی (Overflow Rate):

OR = Q/(W×L)

که در آن:

• OR: سرعت سطحی (m³/m².day)

• Q: دبی فاضلاب (m³/day)

• W: عرض حوضچه (m)

• L: طول حوضچه (m)

زمان ماند:

t = (W×L×D)/Q

که در آن:

• t: زمان ماند (hour)

• D: عمق حوضچه (m)

اجزای اصلی حوضچه مستطیلی

1. کانال توزیع ورودی:

   • دارای دریچه‌های تنظیم جریان

   • مجهز به صفحات پخش‌کننده

2. محفظه تهنشینی:

   • بخش اصلی جداسازی ذرات

   • دارای شیب ملایم کف (حدود 1%)

3. سیستم جمع‌آوری لجن:

   • اسکریپر زنجیری یا پل متحرک

   • مخزن جمع‌آوری لجن

4. سرریز خروجی:

   • مجهز به صفحات موج‌گیر

   • دارای سیستم کنترل سطح آب

مزایای حوضچه‌های مستطیلی

✔ توزیع یکنواخت جریان در طول حوضچه
✔ امکان ساخت چند واحدی با دیواره‌های مشترک
✔ جمع‌آوری موثرتر لجن نسبت به انواع دایره‌ای
✔ تعمیر و نگهداری آسانتر به دلیل ساختار خطی
✔ انعطاف‌پذیری بیشتر در تغییرات دبی
✔ هزینه ساخت کمتر نسبت به انواع پیچیده

معایب و محدودیت‌ها

✖ نیاز به فضای طولی بیشتر نسبت به انواع دایره‌ای
✖ حساسیت به توزیع نامناسب جریان ورودی
✖ مشکل رسوب‌گذاری در گوشه‌ها
✖ نیاز به سیستم اسکریپر پیچیده‌تر

کاربردهای صنعتی و شهری

1. تصفیه خانه‌های فاضلاب شهری با دبی بالا

2. صنایع غذایی و لبنی با بار آلی زیاد

3. صنایع کاغذ و خمیر کاغذ

4. پالایشگاه‌ها و صنایع پتروشیمی

5. تصفیه پساب معادن و صنایع معدنی

سیستم‌های جمع‌آوری لجن

1. اسکریپر زنجیری (Chain and Flight)

• مناسب برای حوضچه‌های طویل

• حرکت مداوم با سرعت 0.6-1.2 متر بر دقیقه

• نیاز به تعمیرات دوره‌ای

2. پل متحرک (Traveling Bridge)

• مناسب برای حوضچه‌های عریض

• امکان کنترل دقیقتر عملیات

• هزینه سرمایه‌گذاری بالاتر

3. سیستم هیدرولیکی

• استفاده از جت آب برای انتقال لجن

• مناسب برای فاضلاب‌های کم جامد

• نیاز به انرژی بیشتر

بهینه‌سازی عملکرد

1. استفاده از صفحات توزیع جریان در ورودی

2. نصب صفحات موج‌گیر در خروجی

3. کنترل دقیق سطح آب برای جلوگیری از جریان کوتاه

4. استفاده از مواد ضد خوردگی در ساختار

5. به کارگیری سیستم‌های پایش آنلاین کیفیت پساب

مقایسه با حوضچه‌های دایره‌ای

نگهداری و بهره‌برداری

🔧 بازدید روزانه سیستم اسکریپر
🔧 پایش هفتگی کیفیت پساب خروجی
🔧 تخلیه ماهانه مخزن لجن
🔧 بازرسی فصلی سازه و تجهیزات
🔧 کالیبراسیون سالانه تجهیزات اندازه‌گیری

مطالعه موردی: تصفیه خانه شهر اصفهان

در تصفیه خانه جنوب اصفهان با ظرفیت 200,000 مترمکعب در روز، استفاده از حوضچه‌های مستطیلی منجر به:

📊 کاهش 30% هزینه‌های ساخت نسبت به طرح دایره‌ای
📊 افزایش 25% راندمان تهنشینی
📊 کاهش 40% مشکلات تعمیراتی
📊 انعطاف‌پذیری بهتر در مواجهه با تغییرات دبی

نوآوری‌های اخیر در طراحی

1. استفاده از کامپوزیت‌های FRP در ساخت اسکریپر

2. سیستم‌های کنترل هوشمند سطح لجن

3. طراحی‌های ماژولار پیش‌ساخته

4. به کارگیری فناوری‌های کاهش مصرف انرژی

نتیجه‌گیری

حوضچه‌های تهنشینی مستطیلی با سادگی طراحی، هزینه مناسب و عملکرد قابل اطمینان، همچنان به عنوان گزینه اول در بسیاری از پروژه‌های تصفیه فاضلاب در مقیاس بزرگ مطرح هستند. این سیستم‌ها با راندمان بالا در جداسازی ذرات معلق و انعطاف‌پذیری در بهره‌برداری، قادر به پاسخگویی به نیازهای متنوع تصفیه خانه‌ها می‌باشند.

با پیشرفت‌های اخیر در مواد ساخت و سیستم‌های کنترل، کارایی این حوضچه‌ها روزبه‌روز در حال بهبود است. انتخاب این سیستم‌ها به ویژه برای تصفیه خانه‌های شهری با دبی بالا و صنایع بزرگ می‌تواند هزینه چرخه عمر پروژه را به طور قابل توجهی کاهش دهد.