پروژه مرکز دفن بهداشتی پسماند ( لندفیل )

مقدمه

امروزه با افزایش جمعیت و تغییر فرهنگ مصرف و استفاده کالاهای بهداشتی، غذایی، دارویی و… و همچنین با گسترده تر شدن بخش های تولیدی صنعتی، تولید زباله، هم خانگی و هم صنعتی، بیشتر شده است. از طرفی با پیشرفت علوم بهداشتی و ضرورت رعایت مسایل بهداشتی، دیگر جمع آوری و دفن زباله به روش سنتی در شهرهای بزرگ جوابگو نیست.
یکی از تکنولوژی های مناسب جهت دفن بهداشتی زباله ها در کلان شهرها استفاده از تکنولوژی لندفیل می‌باشد. این تکنولوژی به روش های گوناگونی به کار گرفته می شود که اساس و پایه همه شان یکسان می‌باشد. برای بیان ساده و عینی اجرای این چنین پروژه هایی به نمونه اجرا شده آن در کشور عزیزمان در شهر تبریز می پردازیم .
پروژه مرکز دفن بهداشتی پسماند شهر تبریز یکی از بزرگترین پروژه های در حال حاضر کشور است که برای اولین بار بصورت کاملا مهندسی و با تکیه بر تجارب علمی در حال اجرا است . در ادامه تاحدود زیادی با این پروژه آشنا می شویم.

مشخصات کلی پروژه

• کارفرما: شهرداری کلان شهر تبریز
• مشاور: مهندسین مشاور ساحل
• نظارت: معاونت فنی و عمرانی شهرداری کلان شهر تبریز
• مجری: قرارگاه سازندگی خاتم الانبیاء – واحد اجرایی موسسه عاشورا
• موضوع پروژه: طراحی، تامین و اجرای پروژه مرکز دفن بهداشتی پسماند تبریز

بخش های اصلی پروژه در ابتدا

• بخش لندفیل
• بخش تصفیه‌خانه
• بخش راه های دسترسی
• بخش ساختمان های جانبی

بخش لندفیل پروژه پسماند تبریز

این بخش شامل مراحل اجرایی زیر سلول های ۱و۲و۳ می‌باشد که اهم فعالیت های صورت گرفته عبارتند از: خاکبرداری، خاکریزی، اجرای لاینر و سیستم زهکش شیرابه. نقشه توپوگرافی زیرسلول ها در زیر آورده می شود:

تصویرکلی سایت پروژه:

البته زیر سلول های شماره ۴ و ۵ نیز در پشت زیر سلول شماره ۳ در طرح توسعه پروژه برنامه ریزی شده اند.
طول زیر سلول ۱، ۲۰۰ متر و عرض آن به طور متوسط ۸۰ متر است. این زیر سلول دارای ۲ شیب می‌باشد یکی شیب %۱ طولی کف زیر سلول و دیگری شیب %۲ عرضی کف زیر سلول. جزییات شیب ها در مراحل بعدی گفته می شود. شیب ترانشه ها ( شیب دیواره های زیر سلول) هم ۱ به ۲ است.

بعد از انجام عملیات خاکبرداری و خاکریزی لازم در زیر سلول شماره ۱، مراحل بعدی انجام می گیرد. در این مرحله جهت اجرای بتن ریزی و لاینر گذاری دیواره ها اقدام می شود. بتن ریزی دیواره ترانشه به روش شاتکریت صورت می گیرد. طبق تصویر زیر:

همان طور که در شکل فوق مشخص است این روش، پاشیدن بتن با سرعت و فشار زیاد روی دیواره ترانشه می‌باشد. البته با جزییات زیر:

• ابتدا به ضخامت ۵ سانتی متر، شاتکریت روی دیواره اجرا می شود.
• سپس تور مرغی جهت محکم نگه داشتن و چسبیدن لاینرها به بتن روی شاتکریت پهن می شود. (طبق شکل فوق)
• پهن کردن لایه ژئوسینتتیک(GCL) جهت آب‌بندی(در تصاویر بعد آورده می شود)
• پهن کردن لایه ژئوتکستایل ۸۰۰ گرمی روی GCL جهت محافظت از GCL(طبق شکل فوق)
• سپس اجرای شاتکریت در دو مرحله دیگر هر کدام به ضخامت ۵ سانتی متر

(لازم به ذکر است که شاتکریت در سه لایه ۵ سانتی متری در ترانشه ها در سطحی به اندازه تقریبی ۳۰۰۰۰ متر مربع صورت گرفته است.)

در مرحله بعد کف زیر سلول آماده سازی می شود( تسطیح و کوبش بدون بتن ریزی) و دو لایه گفته شده (ژئوسینتتیک و ژئوتکستایل)در کف نیز اجرا می شود.

در اینجا توضیح مختصری از ژئوتکستایل و ژئو سینتتیک ارایه می‌گردد.

ژئو سینتتیک (Geosynthetics Clay Liner)

خاصیت گذردهی کم خاک رس خالص در مقابل مایعات پایه تشکیل نوعی ژئوکمپوزیت بنام GCL یا Geosynthetics Clay Liner گشته است.GCL تشکیل شده از دو لایه ژئوتکستایل در زیر و رو که مابین آنها مقدار مشخصی رس بنتونیت قرار گرفته و این مجموعه با روشهای خاصی بهم متصل شده و غشاء یکپارچه نفوذ ناپذیر درمقابل مایعات را پدید آورده اند.
تغییر در عوامل تشکیل دهنده GCL یعنی نوع ژئوتکستایل، نوع رس بنتونیت و تفاوت در روش اتصال این اجزا (تولید) منجربهپیدایشانواعگوناگونGCL گشته است. مکانیزم عملکرد GCL یعنی فرآیند جلوگیری از عبور سیالات توسط GCL، بر قابلیت جذب آب توسط رس بنتونیت و قرارگیری آب در ساختار مولکولی لایه ای شکل آن که منجر به تورم شدن رس می شود، استوار است.هنگامی که بنتونیت متورم می شود در صورتی که مابین دو سطح سفت، یعنی سطوحی که می توانند مانع از انبساط نا محدود آن در اثر تورم شوند، قرار داشته باشد، به مرور تبدیل به نوعی ژل نفوذ ناپذیر می شود که خلل و فرج مابین دو سطح را پر کرده و عمل ایزولاسیوناتفاق می افتد. بنابراین متورم شدن بنتونیت در اثر تماس با سیال و سفتی سطوح زیر و روی آن، شروط لازم و کافی برای ایزولاسیون مناسب توسط GCL است و می توان نتیجه گرفت که GCL را هیچ گاه نمی شود بصورت روباز ( exposed ) استفاده کرد.با توجه به همین مکانیزم است که دو قابلیت خود جوشی ( self-sealing ) یعنی عدم نیاز به اتصال پانلهای مجاور از طریق جوشکاری یا چسب و خود ترمیمی ( Self-healing ) یعنی قابلیت ترمیم سوراخهائی که عمداً یا سهواً در سطح GCL بوجود می آیند، برای آن تعریف می شود. دسته بندی انواع GCL بر اساس انواع گوناگون بنتونیتصورت می گیرد. متداول ترین نوع بنتونیت مورد استفاده، بنتونیت سدیم فعال (Active Sodium Bentonite) است که بصورت پودر نرمی مابین دو لایه ژئوتکستایل قرار می گیرد.بنتونیت سدیم دارای قابلیت متورم شدن تا ۱۵ برابر حجم اولیه خود است. علاوه بر نوع پودری، نوع گرانول آن نیز به کار گرفته می شود که هر چند دیرتر شروع به تورم می کند اما مقدار تورم نهایی آن با نوع پودری مساوی خواهد بود.بنتونیت سدیم در مجاورت سیالات خنثی نظیر آب شیرین به خوبی منبسط می شود اما در صورتی که غلظت برخی یونها نظیر کلر، سدیم و منیزیم، در سیال زیاد باشد مانع از متورم شدن آن خواهند شد. جهت استفاده در این موارد، بنتونیت سدیم را پلیمریزه می نمایند که تا حدودی در بهبود خاصیت متورم شدن بنتونیت موثر است. همچنین بنتونیت در مجاورت سیالات هیدروکربنی منبسط نمی شود که در چنین مواردی جهت حصول غشای آب بند کننده می بایست GCL را قبل از مجاورت با سیال (یعنیدر مرحله نصب) پیش آب دهی ( Pre-hydration ) نمود و قبل از آنکه رطوبت از بین برود ( Dehydration ) ، روی آن را با خاک پوشش داد.

ژئو تکستایل ( Geotextile)

ژئوتکستایل ها گونه ای از منسوجات صنعتی ( Industrial Fabrics ) هستند که از مواد اولیه پلیمری نظیر پلی استر( PET ) ، پلی اتیلن ( PE ) و پلی پروپیلن ( PP ) تولید می‌شوند.روشهای گوناگون تولید این منسوجات و ساختار متفاوت مواد تولید شده باعث اطلاق نامهای متفاوت به آنها میشودو همچنین کاربردهای آنها را متفاوت می سازد. بر این اساس انواع ژئوتکستایل و کاربردهای آنها عبارتنداز:

ژئوتکستایل نبافته ( Nonwoven Geotextile )

این نوع منسوج ازکنارهم قرارگرفتن الیاف ریزپلیمری و درهم تنیدن آنها با روشهای گوناگون نظیرسوزن کاری (Needle Punching ) ، حرارتی ( Heat Bonding ) یا شیمیائی (Resin Bonding )تولید می شود و دارای ساختاری نمدگونه و بدون تار و پودهای مشخص ( بی بافت ) است . با توجه به عدم وجود بافت ، این منسوجات مدول الاستیسته بالائی ندارند و خواص تنش- کرنش مورد نظر برای کاربردهائی نظیر مسلح سازی را نمی توان از آنها انتظار داشت اما از سوی دیگر ساختار متخلخل باعث وجود خواص مطلوبی نظیر موئینگی و جذب آب ، آبگذری ، تحمل فشار و ضربات ، جذب قیر و از همه مهمتر امکان عبور انتخابی یعنی عبوردادن سیالات در حالی که ذرات خاک اجازه عبور ندارند ( Filtration ) ، دراین منسوجات شده است با توجه به خواص فوق الذکر می توان کاربردهای زیر را از ژئوتکستایل نبافته انتظار داشت :

• تقویت بستر و خاکریز راه و راه آهن از طریق جلوگیری از اختلاط خاکهای مرغوب با خاکهای نامرغوب
• تقویت بالاست در راه آهن از طریق جلوگیری از آلوده شدن بالاست توسط لایه های خاکی زیرآن
• تقویت روکش آسفالتی از طریق ایجاد غشاء قیراندود شده آب بند که از نفوذ آب از سطح آسفالت به لایه های خاکی زیرین جلوگیری می کند.
• جداسازی خاکهای ریزدانه از سنگهای درشت دانه و جلوگیری از آب شستگی بسترهای خاکی در رویه های کنترل کننده فرسایش.
• حفاظت از سطوح آسیب پذیر نظیر عایق های رطوبتی یا ایزولاسیون حوضچه ها و مخازن، در مقابل ضربات

ژئوتکستایل بافته ( Woven Geotextile )

جهت تولید این منسوج، نخهای پلیمری را بصورت تاروپود در هم تنیده و ساختاری پارچه گونه دارای تاروپودهای مشخص بوجود می آورند.وجود تاروپود در ساختار ژئوتکستایل بافته این امکان را بوجود می آورد که با زیاد و کم کردن تعداد نخهای موجود در یک رشته تار یا پود و همچینن تغییر در الگوی بافت، محصولاتی با مقاومت کششی زیاد و مدول الاسیسته ،یعنی خواص تنش- کرنش مطلوب برای مسلح سازی خاک تولید نمود.هر چند به دلیل نداشتن تخلخل کافی، مقدار جذب آب و ضربه پذیری ژئوتکستایل های بافته با انواع نبافته قابل مقایسه نمی‌باشد اما بافت متراکم این مصالح امکان جداسازی لایه های خاکی با دانه بندی متفاوت و فیلتراسیون خاکهای ریزدانه را به آنها میدهد.دو خاصیت فوق موجب می شود از انواع خاص ژئوتکستایل بافته جهت تولید ژئوسنتتیکهای دیگری نظیر ژئوفلکس استفاده شود. مقاومت کششی بالا و عدم امکان عبور ذرات ریز خاک، ماسه دریائی و بتن از بافت ژئوتکستایل های خاصی که در تولید ژئوفلکس بکار میروند، ژئوفلکس را به مصالحی مناسب برای تولید سیستم های کنترل فرسایش تبدیل می نماید. دیگر کاربردهای ژئوتکستایل های بافته عبارتند از:

• تقویت بستر و خاکریز راه و راه آهن از طریق یکنواخت سازی نشستها، افزایش ظرفیت باربری و جلوگیری از اختلاط خاکها با دانه بندی متفاوت
• مسلح سازی خاک در دیوارهای حائل و کوله پلها
• افزایش ظرفیت باربری بستر فونداسیون ها
• استحصال اراضی سست ساحلی و با تلاقی
• تقویت بستر دریا در نواحی مورد نیاز برای احداث دایک، موج شکن و …

تصویر ژئوسینتتیک و ژئوتکستایل ها در این پروژه:

پوشش سیاه رنگ لایه ژئوسینتتیک در شکل فوق لایه بیرونی اش است که در زیر آن لایه از خاک بنتونیت و در زیر آن هم پوشش زیرین عین پوشش بالایی وجود دارد. لایه ژئوتکستایل هم مثل نوعی موکت ضخیم روی ژئوسینتتیک کشیده می شود و در اینجا فقط وظیفه حفاظت از ژئوسینتتیک را دارد.

اجرای خطوط لوله و منهول‌های جمع آوری شیرابه ها

پس از اتمام لاینر گذاری، مرحله لوله گذاری شروع می شود. کل مرحله همراه تصاویر توضیح داده می شود:

همان طور که در تصویر مشخص است، چندین خط لوله زهکش ( ۶ خط لوله ) با قطر ۳۰۰ میلی متر جهت جمع آوری شیرابه در کف زیر سلول به کار گذاشته شده است. این خطوط در راستای عرض زیر سلول هستند و کف زیر سلول از هر دو طرف به سمت لوله شیب دارد. تقریباً فاصله لوله‌ها از همدیگر ۴۰ متر است و شیب عرضی کف زیر سلول طوری اجرا شده است که از یک سمت لوله از فاصله ۱۰ متری شیب به سمت لوله است و از سمت دیگر از فاصله ۳۰ متری و این روند بین تمام لوله‌ها تکرار می‌گردد.

همچنین تمام لوله‌های ۳۰۰ زهکش به سمت منهول‌ها شیب دارند:

پس تمام شیرابه زباله های ریخته شده پس از عبور از مصالح زهکشی( بعداً آورده می شود ) وارد لوله‌های ۳۰۰ زهکش شده و به سمت منهول‌ها سرازیر می گردند. شیرابه هر خط لوله به منهولM انتهای همان خط وارد می شود. البته این منهول‌ها فقط نقش بازدید را دارند. یعنی از این منهول‌هاورود شیرابه به منهول کنترل می شود تا در صورت مشاهده مسدود شدن لوله ۳۰۰ ( عدم ورود شیرابه به منهول ) توسط منهول‌های نوع N ( بعداً توضیح داده می شود ) با عمل پمپاژ مسیر باز گردد.
شیرابه های جمع شده لوله‌های زهکش ۳۰۰، توسط لوله‌های ۴۰۰ بین منهول‌ها، در کل زیر سلول جمع آوری شده و از زیر سلول خارج می شود:

اما عمل پمپاژ در مواقع انسداد لوله‌های ۳۰۰ از طریق منهول‌های نوع N انجام می گیرد که این منهول‌ها در دیواره روبرویی منهول‌های نوع M و در بالای دیواره قرار می گیرند:

لازم به ذکر است که خطوط لوله ۳۰۰ زهکش فقط در کف زیر سلول به کار گرفته می شود و با لوله‌های ۳۰۰ معمولی از روی دیواره ترانشه امتداد یافته و به منهول‌های نوع N منتهی می‌شوند.
جهت ورود ماشن های حامل زباله به درون لندفیل، در هر زیر سلول یک مسیر تعبیه شده است که به این مسیر رمپ گفته می شود:

برای اینکه موقع رفت و آمد ماشین های حامل زباله، لوله‌های ۳۰۰ معمولی نصب شده در رمپ آسیب نبینند، کانالی حفر شده و لوله در رمپ، داخل آن قرار خواهد گرفت .
بعد از اتمام جوشکاری لوله‌های ۳۰۰ زهکش و ۴۰۰ معمولی کف زیر سلول و اتصال آنها به منهول‌های نوع M ، مصالح زهکشی روی لوله‌ها ریخته می شود. این مصالح شن های با سایز دانه بندی ۲۰-۳۰ میلی متر است و به خاطر سایز بزرگشان از سوراخ های لوله‌های زهکش عبور نمی کنند . شیرابه پس از عبور از این مصالح از سوراخ ها وارد لوله‌ها می شود .

شیرابه جمع شده توسط لوله‌های ۴۰۰ از قسمت پایین دستی زیر سلول از زیر خاکریز پایین دستی از لند فیل خارج می شود:

در مورد شکل فوق لازم به ذکر است که لوله خروجی ۴۰۰ داخل لوله ای به سایز ۷۰۰ قرار گرفته است. که این لوله قبلاً موقع خاکریزی تعبیه شده و لوله ۴۰۰ از داخل آن عبور کرده است و لوله ۷۰۰ فقط به عنوان محافظ است.
در مورد لوله ۴۰۰ دیگری که آب های زیرزمینی بالادستی را هدایت می کند گفتنی است که این لوله در مراحل اول پروژه در زیر زمین دفن شده و با جمع آوری آب های زیرزمینی موجود مانع از ورود آنها در سایت می شود.( این لوله در کل طول زیر سلول امتداد یافته است)
لوله ۴۰۰ خارج شده از سایت لندفیل، شیرابه ها را به حوضچه در حال ساخت زیر منتقل می کند:

و سپس شیرابه از این حوضچه به تصفیه‌خانه (در حال ساخت) انتقال داده می شود:

آب خروجی از این تصفیه‌خانه قابل استفاده در بخش کشاورزی می‌باشد. شهرداری تبریز نیز با ایجاد جنگل کاری در اطراف مرکز پسماند گامی در جهت بهبود آب و هوای منطقه و همچنین زیبا شدن منطقه برداشته که در آینده آب مورد نیاز برای آبیاری درختان را از همین آب تصفیه شده تامین خواهد کرد.