محطة معالجة مياه الصرف الصحي

تطبيق الأغشية الجيولوجية في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في جرايلينج                                          

خلفية المشروع

في منطقةٍ شحيحةٍ ومكلفةٍ للطين عالي الجودة المستخدم في البطانات التقليدية، أطلقت محطة معالجة مياه الصرف الصحي في غرايلينغ مشروع توسعةٍ بمساحة 1.6 مليون قدم مربع عام 1991. يهدف المشروع، الذي صممته شركة ريتشاردز وشركاؤه ونفذته شركة دي فير للإنشاءات، إلى إضافة بركة ثانوية جديدة بمساحة 15 فدانًا وبركة تجميع بمساحة 20 فدانًا لتعزيز قدرة معالجة مياه الصرف الصحي. ولتلبية معايير الاحتواء البيئي الصارمة، تم تكليف شركة حماية البيئة (EPI) بتصميم وتركيب نظام أغشية جيولوجية عالي الأداء.

اختيار وتصميم نظام الأغشية الأرضية

نظرًا للقيود الجيولوجية للموقع والحاجة إلى أداء مانع للتسرب على المدى الطويل، تم اعتماد نظام غشاء أرضي مركب يجمع بين عنصرين رئيسيين:

1. بطانة الطين الجيوسينثيتيكية من غوند سيل (GCL): تعمل كحاجز أساسي، وتتكون من طبقة ناعمة من البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) بسماكة 20 مل، وبنتونيت حبيبي مُطبق بمعدل 4.9 كجم/م². تم تركيب جانب البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) باتجاه الأسفل لتحقيق الاستقرار الهيكلي، بينما كان جانب البنتونيت متجهًا لأعلى ليعمل كطبقة دعم ذاتية الإغلاق.

2. غشاء جيوميمبرين من مادة PVC بسماكة 40 مل: يوضع مباشرة فوق طبقة الطين الجصي، ليشكل طبقة ثانوية مانعة للتسرب. وبفضل تصنيعه على شكل ألواح كبيرة، يتيح تركيبه بسرعة - وهو أمر بالغ الأهمية لحماية طبقة الطين الجصي من سوء الأحوال الجوية - كما أن معامل التمدد الحراري المنخفض فيه يمنع حدوث "تموجات" ناتجة عن تغيرات درجة الحرارة خلال النهار، مما يضمن تلامسًا محكمًا مع البنتونيت الموجود أسفله.

لتعزيز منحدرات جوانب البحيرة (وهي منطقة معرضة بشدة للتآكل وتلف الغشاء)، أُضيف نسيج جيوتكستيل غير منسوج بوزن 8 أونصات/ياردة مربعة، وشبكة جيوتكستيل أحادية المحور، وغطاء حجري بسمك 8 بوصات. وتم تبطين قاع البحيرة بطبقة من الرمل بسمك 12 بوصة لحماية الغشاء الجيولوجي من الحطام الحاد.

أداء المشروع ونتائجه

منذ بدء تشغيله في عام 1991، قدم نظام الأغشية الأرضية أداءً خالياً من التسربات والمشاكل لأكثر من 32 عاماً، متجاوزاً توقعات الأداء الأولية:

• السلامة البيئية: لم يتم رصد أي تسرب لمياه الصرف الصحي، مما يحمي التربة والمياه الجوفية المحلية من التلوث - حتى في ظل دورات معالجة مياه الصرف الصحي المنتظمة.

• المتانة تحت الضغط: لقد صمد النظام المركب أمام تقلبات درجات الحرارة، والتعرض للمواد الكيميائية من مياه الصرف الصحي المعالجة، والإجهاد الميكانيكي الناتج عن أنشطة الصيانة دون حدوث تشققات أو فشل في اللحامات.

• كفاءة التكلفة: من خلال إلغاء الحاجة إلى مصادر بطانة الطين باهظة الثمن وتقليل الصيانة طويلة الأجل (على سبيل المثال، لم تكن هناك حاجة إلى إصلاحات للغشاء الأرضي)، فقد خفض النظام تكاليف دورة الحياة بنسبة 35٪ مقارنة بالتصاميم التقليدية القائمة على الطين.