טיהור שפכים – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
לב אנה (שיחה | תרומות)
אין תקציר עריכה
מ סקריפט החלפות (מכני)
שורה 3:
[[קובץ:Hella002.jpg|שמאל|ממוזער|250px|מפעל טיהור השפכים ב[[הרצליה]]]]
 
'''טיהור שפכים''' הוא תהליך של הוצאת [[זיהום (כימיה)|חומרים מזהמים]], כימיקלים וחיידקים, המסוכנים לבני אדם, מ[[ביוב|מי הביוב]] באמצעות תהליכים [[פיזיקה|פיזיקליים]], [[כימיה|כימיים]] ו[[ביולוגיה|ביולוגיים]]. כלומר שימוש במגוון טכנולוגיות הכוללות סינון מכאנימכני, טיפול [[ביולוגיה|ביולוגי]] [[אירובי]], טיפול ביולוגי [[אנארובי]] בכדי לטפל בשפכיםב[[שפכים]] ולבסוף הפיכתם ל[[מי קולחין]], בהם ניתן לבצע שימוש חוזר, לרוב ב[[חקלאות]] או הזרמה ל[[נחל|נחלים]]ים מבלי שיגרמו לזיהום.
 
טיהור שפכים מבוצע באמצעות מכון טיהור שפכים או בריכת חימצון המופרדות משפכים תעשייתיים. טיפול בשפכים תעשייתיים הוא תהליך מורכב הכולל מגוון רחב של טכנולוגיות שונות המותאמות לפי סוג המזהמים.
 
טיפול בשפכים תעשייתיים{{הערה|1=טכנולוגיות טיפול בשפכים תעשייתיים [https://www.sutok.co.il/wastewater-technologies] }} הוא תהליך מורכב הכולל מגוון רחב של טכנולוגיות שונות המותאמות לפי סוג המזהמים.
 
==מכון טיהור שפכים==
שורה 13 ⟵ 11:
 
=== מכוני טיהור אינטנסיביים ===
תהליך הטיפול בשפכים במכוני הטיהור האינטנסיביים נחלק לשלושה שלבים עיקריים: טיפול ראשוני, שניוני ושלישוני. איכות [[מי קולחין|מי הקולחין]] נקבע על פי מספר השלבים בתהליך הטיהור. כיום נכנסים באירופה תקנות חדשות הדורשות טיפול רביעוני המצריך הפרדה של מיקרו-מזהמים שבדרך כלל מקורם בתרופות אנטיביוטיקות והורמונים ששורדים בברמה כזאת או אחרת את תהליך הטיפול.
 
* '''טיפול ראשוני''': טיפול מכני הכולל סינון גס של השפכים, שיקוע גרוסת (שיקוע של חלקיקים כבדים) ושיקוע ראשוני הכולל הרחקת חלק מהמוצקים ה"מרחפים" (חלקיקים מוצקים שאינם מומסים במים, אלא "מרחפים" בתוכם. גודלם של חלקיקים אלו עד כ-0.2 מ"מ) והחומר ה[[אורגני]].
* '''טיפול שניוני''': טיפול ביולוגי בו מתבצע תהליך של פירוק החומר האורגני בשפכים, הרחקת המוצקים המרחפים, שיקוע של ה[[בוצה]] (המכילה בעיקר את החיידקים המפרקים) וחיטוי הקולחים לצורך סילוק מיקרואורגניזמים [[פתוגניות|פתוגנים]] (מעבירי מחלות). בתהליך מתקבלים קולחים צלולים בעלי ריכוז חומר אורגני נמוך המתבטא בריכוז [[צח"ב]] ([[צריכת חמצן ביולוגית]]) הנמוך מ-20 מ"ג/ל' וריכוז מוצקים מרחפים הנמוך מ-30 מ"ג/ל'.
 
* '''טיפול שניוני''': טיפול ביולוגי בו מתבצע תהליך של פירוק החומר האורגני בשפכים, הרחקת המוצקים המרחפים, שיקוע של ה[[בוצה]] (המכילה בעיקר את החיידקים המפרקים) וחיטוי הקולחים לצורך סילוק מיקרואורגניזמים [[פתוגניות|פתוגנים]] (מעבירי מחלות). בתהליך מתקבלים קולחים צלולים בעלי ריכוז חומר אורגני נמוך המתבטא בריכוז [[צח"ב]] ([[צריכת חמצן ביולוגית]]) הנמוך מ-20 מ"ג/ל' וריכוז מוצקים מרחפים הנמוך מ-30 מ"ג/ל'.
 
* '''טיפול שלישוני''': טיפול שלישוני הוא טיפול נוסף לקולחים המעלה את איכות הקולחים לכזו אשר ניתן להשתמש בקולחים להשקיה בלתי מוגבלת-גידולים חקלאיים למאכל אדם ו/או השקיה מעל [[אקוויפר]]ים וזאת בלי חשש לבריאות הציבור או זיהום האקוויפר. טיפול שלישוני יכול לכלול אחד או יותר מהתהליכים הבאים:
** סילוק [[חנקן]] בתהליך ביולוגי.
** סילוק [[זרחן]] בתהליך ביולוגי ו/או על ידי [[כימיקל|כימיקלים]]ים.
** סינון נוסף של מוצקים מרחפים.
* סינון גרביטציוני: החדרה לתת קרקע - סינון הקולחים על ידי החדרה דרך [[חול]] שבסופו מתקבלים קולחים באיכות גבוהה מאוד. תהליך זה דורש משאבי קרקע גדולים (בישראל הדבר נעשה כיום רק במכון הטיהור של [[גוש דן]] - ה[[שפד"ן]]).
 
* סינון בלחץ: סינון הקולחים על ידי העברתם במסנני חול סגורים, בשיטה זו אין צורך בשטח גדול וקיימת בקרה טובה יותר על איכות הקולחים. המחיר הוא בצורך בעבודה עם לחצים גבוהים המסופקים על ידי משאבות - תהליך הדורש אנרגיה. דוגמה לתהליך כזה בישראל הוא מכון טיהור השפכים ב[[כרמיאל]].
 
==== שיטות הטיהור ====
מכוני טיהור אינטנסיביים פועלים, בדרך כלל, על בסיס שיטת ה[[בוצה]] המשופעלת. בתהליך זה מוזרם אוויר באופן מכני ובכמויות גדולות לאגני איוור, בהם מתפתחת אוכלוסיית [[חיידק|חיידקים]]ים פעילה. תרכובות אורגניות וחנקניות המצויות בשפכים עוברות פירוק על ידי החיידקים והופכות לביומסה או לגז הנפלט לאטמוספירה.
 
לאחר זמן שהיה של מספר שעות מוזרמים השפכים המטוהרים מאגני האיוור לאגני שיקוע, בהם מופרדים המוצקים המרחפים (רובם הם תאי חיידקים ו[[תרכובת אורגנית|תרכובות אורגניות]] לא מסיסות) ומתקבלים קולחים.
 
חלק מהבוצה הנוצרת כמשקע מוחזרת בסחרור לאגני האיוור והיתרה מסולקת כבוצה עודפת.
 
==== יתרונות וחסרונות של השיטה ====
 
יתרונות השיטה הם צריכה פחותה של שטח וכן בשיטה זו ניתן להפיק קולחים באיכות גבוהה מהמקובל במערכות אקסטנסיביות. מאידך, חסרונותיה הם רגישות גבוהה לאיכות השפכים, נוכחות חומרים רעילים, ריכוז החומר האורגני וטמפרטורת הסביבה.
עלות הטיפול בשפכים גבוהה יחסית והתהליך מחייב בקרה צמודה והפעלה על ידי כוח אדם מיומן ברמה טכנית גבוהה.
 
=== מכוני טיהור אקסטנסיביים ===
 
תהליכים אקסטנסיביים כוללים בדרך כלל בריכות ייצוב אנאירוביות (בהן עומק המים גדול יחסית), המשולבות עם בריכות אארוביות רדודות. בבריכות אלו מתפתחות אצות התורמות [[חמצן]] למים ומסייעות בכך ל[[פירוק מיקרוביאלי]] של המזהמים. בבריכות בהן מצוי עומס אורגני גבוה או פני שטח קטנים יחסית, יש לעיתים צורך בהוספת איוור מכני לשיפור תהליכי החמצון.
שורה 46 ⟵ 39:
==== יתרונות וחסרונות ====
 
יתרונותיה של שיטה זו הן כמויות הבוצה הנוצרות קטנות ביותר ומחייבות סילוק רק אחת למספר שנים; ההפעלה פשוטה ביותר ואינה דורשת כוח אדם מיומן. עלות הטיפול במכונים מסוג זה אמורה להיות נמוכה באורח משמעותי מזו של מכונים אינטנסיביים. טיהור בדרך זו רגיש פחות לשינויים בכמות ואיכות השפכים ויעיל יותר בפירוק מזהמים אורגניים יציבים.
 
חסרונות שיטה זו היא באיכות הקולחים הנמוכה יחסית.
 
מחקרים שנערכו בישראל בשנים האחרונות הראו כי ניתן להגיע לאיכות קולחים גבוהה מאוד במערכות אקסטנסיביות על ידי שימוש במאגרים מקבילים. בשיטה זו מוזרמים שפכים לאחר טיפול ראשוני, לסירוגין, למאגרים מקבילים.
 
השיטה מאפשרת הזרמת שפכים טריים למאגר קולט, בעוד מאגר שני משמש כגוף אגירה ומאפשר זמן שהיה ארוך לקולחים המצויים בו, ללא תוספת שפכים טריים. ההשקיה נעשית אך ורק בקולחים ששהו במאגר שלושה חודשים לפחות. לאחר התרוקנות המאגר, מתחילה הזרמת שפכים אליו בעוד המאגר המקביל נסגר לקליטת שפכים טריים וחוזר חלילה.
שורה 56 ⟵ 49:
==בריכות חמצון==
 
בריכות חמצון הן מקווי [[מים]] מלאכותיים שאליהם מתנקזים [[שפכים]] של יישובים קטנים, לשם טיהור שפכים ביתיים. בבריכות מתבצע סילוק של ה[[חומר אורגני|חומר האורגני]] שבשפכים באמצעות [[חמצון חיזור|חמצון]] ביולוגי. שיטה זו מתאימה בעיקר ליישובים קטנים ומבודדים, שבהם מאות ספורות של תושבים, ובעבר הייתה השיטה הנפוצה ב[[ישראל]].
 
תהליכי הטיהור המתבצעים בבריכות חמצון מתבססים על קשרי גומלין בין [[אצות ירוקות]] המבצעות פוטוסינתזה בשכבת ה[[מים]] העליונה, שאליה חודרות [[קרינת השמש|קרני השמש]], ובכך מעשירות את המים ב[[חמצן]], לבין [[מיקרואורגניזם|מיקרואורגניזמים]] המנצלים את החמצן כדי להתקיים ולפרק את החומר האורגני המצוי בשפכים. כמו כן מתבצעים תהליכים של [[מינרליזציה]] ו[[ניטרפיקציה]] שבה הופכת ה[[אמוניה]] ל[[חנקית]] ול[[חנקה]].
 
התהליך רגיש לתנאי ה[[אקלים]], ל[[טמפרטורה]], לאורך היום, להיפוך שכבתי של המים וכדומה. ככל שעומס השפכים על הבריכות גדול יותר, הן הופכות למטרד בגלל היחס בין קצב ייצור ה[[חמצן]] הנגרם על ידי השמש והאצות (פוטוסינתזה), לדרישת החמצן הנגרמת על ידי כמות השפכים.
 
המים בבריכת חמצון הם סביבה עוינת ל[[בעלי חיים]]. הכמויות הגדולות של חומרי [[מזון]] גורמות להתפתחות יתרה של אצות בבריכה. האצות מבצעות [[הטמעה]] בנוכחות [[אור]] יום ו[[נשימה]] בלילה, ויוצרות מחזוריות יום-לילה בבריכה. במשך היום ה-[[pH]] וריכוז החמצן עולים. ערך ההגבה הגבוה גורם לעליית ריכוז ה[[אמוניה]] לעומת [[יון]] האמון. במשך הלילה, לעומת זאת, יש ירידה בערך ההגבה וברמת ה[[חמצן מומס|חמצן המומס]] עד מתחת ל־[[חלקים למיליון|ppm]] 0.1. בעלי חיים שמסוגלים לחיות בבריכות חמצון צריכים להתמודד עם ריכוזי אמוניה גבוהים ביום ועקת חמצן במשך הלילה. כל זאת בנוסף לריכוזי ניטריטים, [[דטרגנים]] ומזהמים אחרים.
 
ברם, ישנם בעלי חיים שמעדיפים התפתחות במים מזוהמים בחומר אורגני. כאלה הם למשל [[יתושים|יתושי]] [[כולכית מצויה טרדנית]], ואכן, בעיית היתושים הללו קיימת בכל אגני החמצון, תעלות ה[[ביוב]] והנחלים המזוהמים שבהם מוזרמים [[שפכים]], שכן אלו מהווים מוקדי דגירה עיקריים של היתושים. במקווי מים בלתי מזוהמים מתפתחת אוכלוסייה של [[הדברה ביולוגית|אויבים טבעיים]] לזחלי יתושים כמו [[דג]]ים, זחלי חיפושית המים, זחלי שפיריות ו[[ראשן|ראשנים]]. במקווי מים כאלה מתפתחים בדרך כלל מעט מאוד זחלי יתושים או שהם נעדרים כליל. אולם, בניגוד לטורפיהם, מסוגלים הזחלים של יתושי כולכית מצויה טרדנית, להתקיים בסביבה העוינת מאוד של חלק ממקווי המים המלאכותיים, משום שטווח התנאים לקיומם של הזחלים רחב בהרבה מן הטווח הצר שבו מתקיימים אויביהם. התפתחות הזחלים מתרחשת ב[[מים מתוקים]] או [[מים מליחים|מליחים]], בטווחי חומציות וטמפרטורה רחבים ובמים שבהם העומס האורגני גבוה וריכוז החמצן נמוך. בנוסף להיעדר כמעט מוחלט של אויבים, מצויות במי בריכות החמצון תרכובות של [[זרחן]] ושל [[חנקן]] בריכוזים גבוהים, המדשנות את גדות הבריכות וגורמות להתפתחות [[צמחייה]] עשירה על שפת המים, שהיא חביבה על יתושים אלה. גם הזרימה האיטית בבריכות ופני המים השקטים הם גורמים ההופכים את בריכות החמצון לבתי גידול אידיאליים לזחלי יתושים.