נגישות


קטלוג
  • עברית

    מידע ונתונים אודות טיהור שפכים ושיטות הטיפול השונות בהם

    בעולם המודרני בו כולנו חיים, ברור שהמים מהווים את אחד המשאבים יקרי הערך והמתכלים ואף מוגבלים, שחיוניים לקיומנו.

    מתוך כך עולה צורך ברור לייעל ולקדם תהליכים שיכולים להפחית ולצמצם את צריכת המים.

    אחד החשובים בהם הוא טיהור שפכים.
    תהליך בו מוצאים
     חומרים מזהמים, כמו חיידקים וכימיקלים מסוכנים, באמצעות הליכים פיזיקליים, ביולוגיים וכימיים מגוונים ומתקדמים.

    תהליך זה הופך את השפכים למי קולחין, הניתנים לשימוש חוזר בחקלאות.

    אספנו עבורכם מידע רלוונטי אודות טיהור השפכים במכוני הטיהור השונים בארץ, בבריכות החימצון ובאמצעים חדשניים נוספים.

    למה בכלל צריך את זה?

    מדינת ישראל היא, כידוע, ברובה מדברית, וסובלת באופן קבוע ומתמשך ממיעוט גשמים מדי חורף, שמגביר את הדרישה לנהוג באופן חסכני ומושכל במים העומדים לרשותנו.

    זאת ועוד: משבר המים לא מתקיים רק בגבולות מדינת ישראל, אלא מהווה בעיה בקנה מידה עולמי.

    למעלה ממיליארד בני אדם ברחבי העולם סובלים ממחסור במי שתייה נקיים, שאף גורר מלחמות על משאב בסיסי זה באזורים רבים.

    מחסור במי התהום הוא בין הגורמים העיקריים להידלדלות ביבולי החקלאות.
    ואילו שימוש היתר במאגרים וזיהום מקווים ומקורות של מים גורמים לנזק עצום לחיות ולצמחים, במקביל לפגיעה בבריאותנו-אנו.

    סיבות כבדות משקל אלו מחייבות אותנו לפעול ביתר שאת להרחיב את תהליכי טיהור השפכים ולייעלם.

    סוגים שונים של מכוני טיהור

    כמשתמע משמו, תפקידו של מכון טיהור שפכים הוא לנקז את שפכי מערכת הביוב, על מנת לטהר אותם, כדי שיוכלו לשמש לצרכי חקלאות או יושבו לנחלים שבטבע.

    ישנם שני סוגים עיקריים של מכוני טיהור: אינטנסיביים ואקסטנסיביים.

    מכוני טיהור אינטנסיביים:
    מטפלים בשפכים במרבית המקרים, באמצעות הזרמת כמויות גדולות של אוויר לאגני איוור, ומסתמכות על פירוק תרכובות חנקניות ואורגאניות המצויות בהם, על ידי אוכלוסיית חיידקים פעילה שגדלה בתוכם.

    הליך זה נשלם על ידי הזרמת השפכים שטוהרו באגני האיוור לאגני שיקוע, והפרדת מוצקים מרחפים, שמורכבים בעיקר מתרכובות אורגניות בלתי מסיסות ומתאי חיידקים, לקבלת מי קולחין.

    מכוני טיהור אקסטנסיביים:
    משלבים בריכות ייצוב אנאירוביות עמוקות עם בריכות אירוביות רדודות, לקידום התפתחותן של אצות, אשר פולטות חמצן לתוך המים, שתורם להתפתחות חיידקים.

    אלו בתורם, מפרקים את המזהמים בתהליכי פירוק מיקרוביאליים.

    יתרונות וחסרונות במכוני טיהור אינטנסיביים ואקסטנסיביים

    מכוני טיהור אינטנסיביים צורכים פחות שטח ביחס לשיטות טיהור אחרות, וכן איכותם הגבוהה של מי הקולחין המתקבלים עם תום התהליך.

    יחד עם זאת, בטיהור בשיטה האינטנסיבית יש גם חסרונות, הכוללים רגישות גבוהה יחסית של התהליך לנוכחותם של חומרים רעילים וחומר אורגני בריכוז גבוה במי השופכין, כמו גם לגורמים נוספים, בהם הטמפרטורה בסביבת המתקן.

    עוד ראוי לציין כי הפעלתם של מתקני טיהור אינטנסיביים כרוכה בעלויות גבוהות יחסית, ומצריכה בקרה תמידית על ידי אנשי מקצוע מיומנים.

    לעומת זאת, יתרונות מתקני הטיהור האקסטנסיביים אינם מצריכים כוח אדם מיומן, הפעלתם פשוטה יותר ויקרה פחות, והבוצה הנוצרת בעקבות התהליך פחותה, ומחייבת פינוי אחת למספר שנים בלבד.

    חסרונם העיקרי של מתקני הטיהור האקסטנסיביים הוא באיכותם הפחותה של מי הקולחין המתקבלים בסופו של דבר.

    שיטות ושלבים בתהליכי טיהור שפכים

    תהליך טיהורם של השפכים במכונים האינטנסיביים מתבצע בהדרגה, בשלושה שלבים עיקריים:

         שלב ראשוני:

    ובו עוברים השפכים טיפול מכני וסינון גס, וכן מתבצע שיקוע לחלקיקים כבדים הצפים בהם, לרבות הרחקתם של חלק ממוצקי הפסולת המרחפים במים ושל החומר האורגני המצוי בהם.

         שלב שני:

    במהלכו מתקיים  פירוק של חומרים אורגניים בשפכים, מורחקים מוצקים מרחפים נוספים ומתבצע שיקוע של הבוצה.
    עוד עוברים מי הקולחים חיטוי להסרת חיידקים ומיקרואורגניזמים מחוללי מחלות.
    בסיומו של שלב זה בתהליך מתקבלים מי קולחים צלולים, המכילים ריכוז נמוך יחסית של חומר אורגני, הנמדד באמצעות ריכוז צריכת חמצן ביולוגית של פחות מ20 מ"ג לליטר.
    מדד נוסף ומחייב הנו ריכוז מוצקים מרחפים שעומד על פחות מ-30 מ"ג לליטר.

         שלב שלישי:

    במהלכו יעבור מי הקולחים טיפולים שיעלו את איכותם באופן שיאפשר שימוש להשקיית גידולים חקלאיים הראויים למאכל אדם, לרבות מעל אקוויפרים מבלי לזהמם או לפגוע בבריאות הציבור.

    ישנן מספר אפשרויות טיפול בשלב השלישוני:

    • הרחקת חנקן ממי הקולחים בתהליך ביולוגי.
    • הרחקת זרחן ממי הקולחים בתהליכים ביולוגיים ו/או כימיים.
    • סינון נוסף ויסודי של פסולת מוצקים מרחפים.
    • סינון גרביטציוני באמצעות החדרת מי הקולחים דרך חול.
    • סינון בלחץ באמצעות העברת מי הקולחים במסנני חול סגורים, הכרוך בהשקעת אנרגיה.

    תפקידן של בריכות החמצון בתהליכי הטיהור

    בריכות חמצון הנן מקווי מים מלאכותיים, שמנקזים אליהם את מי השפכים מיישובים קטנים, המונים מאות תושבים בלבד, לשם טיהורם מחומרים אורגאניים באמצעות חמצון ביולוגי.

    הטיהור בבריכות החמצון מתבסס על תהליכי פוטוסינתזה שמתבצעים על ידי אצות ירוקות בשכבות המים העליונות, אשר חשופות לקרינת השמש, מה שמעשיר את הקולחים בחמצן.

    חיידקים ומיקרואורגניזמים נוספים המצויים בקולחים, מנצלים את החמצן הזה לקיומם, ומפרקים בתהליכים בקטריאליים את החומרים האורגניים המצויים בשפכים.

    בנוסף, מתקיימים בבריכות החימצון תהליכי ניטריפיקציה ומינרליזציה ההופכים את האמוניה שבשופכים לחנקית ולחנקה.

    לצד יתרונותיהן של בריכות החמצון, טמונים בהם חסרונות בלתי מבוטלים:

    תהליכי הטיהור המתרחשים בהן רגישים לשינויי טמפרטורות, להיפוך שכבות המים ולתנאי האקלים המשתנים וכן מהווים סביבת גידול אידאלית לזחלי יתושים, שמהווים מטרד משמעותי.

    היות ואויביהם העיקריים של זחלי היתושים, אינם מסוגלים, ברובם, לעמוד בתנאי המחייה ששוררים בבריכות החימצון, נהנים היתושים מייתרון בעייתי ביותר, הגורם להתרבותם בקצב מהיר.

    אגן ירוק ומערכת מרבדי קנה

    אגן ירוק או מערכת מרבדי קנה, הנם ביצות מלאכותיות שנועדו לחקות תהליכי טיהור כאלו המתרחשים מאליהם בביצות טבעיות.

    אגנים ירוקים מסננים באופן טבעי ואפקטיבי גורמי  זיהום שונים ממי השפכים, לרבות חומרים אורגניים, מתכות כבדות ומוצקים מרחפים, ומוקמים באלפיהם ברחבי העולם כולו.

    צמחי ביצה, הגדלים באגנים הירוקים, מפתחים מערכת שורשים צפופה, שמצטברת לכדי משטח רחב, ומעודדת את התפתחותם של חיידקים ומיקרואורגניזמים על גביה.

    חיידקים אלו מפרקים את גורמי הזיהום האורגניים שמצויים בשפכים, ואילו צמחי המים קולטים את תוצרי הפירוק.

    כתוצאה מעצם הימצאותם של הצמחים והשורשים הענפים, מואטת זרימת המים, כך שמתאפשרת שקיעתם של מוצקים מרחפים שונים לתוך קרקעית האגן.

    בנוסף, נקלטות חלק מהמתכות הכבדות על ידי אותם צמחים, וחלקן אף נקשר למצע הצמחי.

    עוד מסייעים האגנים הירוקים להשתחררותו של חנקן בתהליכי דניטריפיקציה, בסיועם של כלל המיקרואורגניזמים במערכת.

    תהליכי הטיהור במערכת מרבדי הקנה אינה מוגבלת לפירוק ביולוגי בלבד.

    תגובות כימיות המתרחשות בין חלקיקים מזהמים ומתכות מאפשרות את שיקועם של חלק מהתוצרים על קרקעית האגן.

    בנוסף, חשיפת הקולחים לאור ולאוויר מסייעת לפירוק החומרים האורגניים וממיתה מיקרואורגניזמים מחוללי מחלות.

    יתרונות וחסרונות במערכת מרבדי הקנה

    מערכת מרבדי הקנה מצריכה כמויות גדולות יחסית של שטחים על מנת לפעול באופן אפקטיבי, שעולה ככל שכמויות השפכים גדולות יותר, וככל שריכוזי המזהמים במי השפכים עולים.

    בתנאי הטיפול האופייניים בארץ, נדרשים כ- 2-3 מ"ר לנפש, על מנת לטהר את מי הקולחין באיכות המחייבת על פי החוק.

    כך, ישוב המונה 500 תושבים ומייצר סדר גודל של  100 מ"ק מי שפכים ביום, יצריך אגן ירוק בשטח שנע בין 1,000 ל- 1,500 מ"ר!

    מצד שני, הקמה והפעלה של אגנים ירוקים נחשבת לזולה ביחס לשיטות הטיהור האחרות, ואינה מצריכה השקעה אנרגיה או תחזוקה.

    יתרון נוסף טמון בכך, שבשונה משיטות טיהור אחרות, באגן ירוק, כל עוד המערכת מאוזנת מבחינה ביולוגית, לא נוצרת כלל בוצה, כך שאין צורך לדאוג לפינויה.

    עם זאת, בחלק מהמקרים עלולים האגנים הירוקים למשוך יתושים ולפלוט ריחות בלתי נעימים.

    שיטת טיהור זו פחות מתאימה באזורים בהם שוררת טמפרטורה נמוכה או לטיפול בשפכים בעלי ריכוז גבוה של מזהמים, שעלול לפגוע בצמחייה.

    בארץ, קיימים אגנים ירוקים בנווה חריף ובנאות סמדר אשר בנגב, המשמשים לטיהור מי השפכים המוזרמים לנחל קטורה.
    וכן גם בפארק ירוחם, בו מנוצלים מי הקולחין להשקיית העצים בסביבה.

    מאפייני איכות בשפכים עירוניים

    לשפכים עירוניים מאפייני איכות המשתנים ממקום למקום ובמהלך הזמן.

    הערכת כמותם ואיכותם של השפכים העירוניים משפיעה על דרכי הטיפול המתאימות להם.

    בישראל, תכולת החומרים האורגאניים, החנקן והזרחן בשפכים העירוניים גבוהה במיוחד, ומגיעה לשיעור של פי שלושה מאשר הממוצע במדינות המערב.

    ההערה  היא שמצב זה נובע משימוש בכמויות מים נמוכות יחסית לנפש במדינה.

    גם תכולת המלח בשפכים בארץ גבוהה יחסית, ככל הנראה בעקבות המלחת הבשר הכשר, מה שמפריע לעתים לשימוש החוזר במי הקולחים להשקיה.

    לאור זאת, מודגשת חשיבותו של צמצום הנזקים הנגרמים כתוצאה מהשפכים הביתיים, במספר דרכים עיקריות.

    בראש ובראשונה, חשוב לצמצמם, במידת האפשר, את השלכתם של מלחים לביוב.
    וזאת על ידי שימוש בחומרי ניקוי בעלי רמות נמוכות של מלח, טיפול מושכל במלח למדיח הכלים והשלכתם של מלחים נקיים לים.

    עוד חשוב כי שפכים תעשייתיים יעבור תהליכי טיהור עוד בטרם יוזרמו לביוב ולמתקני טיהור השפכים.

    זאת, היות וחומרים בעלי רעילות גבוהה וחריגה, פוגעים ביעילותם של תהליכי טיהור השפכים ובבריאותם של העובדים הלוקחים בהם חלק

    טיהור שפכים עירוניים בישראל

    היקפם של השפכים עירוניים בארץ מוערך בכ-525 מיליוני מטרים מעוקבים לשנה.

    על פי נתוני המשרד לאיכות הסביבה, נכון לשנת 2015 טופלו כ- 44% מהשפכים העירוניים ברמת איכות שלישונית, 49% מהם ברמת איכות שניונית, ובסך הכל כ- 96% ממי השופכים הגיעו לטיפול במכוני הטיהור השונים.

    מפעל הטיהור של שפכי גוש דן הוא הגדול במדינה, ובו מטוהרים כרבע מכמות השפכים, שהם כ134 מיליוני מטרים מעוקבים לשנה, ברמת איכות גבוהה ביותר.

    כ- 38 מליוני מטרים מעוקבים לשנה של שופכים מטופלים במכון הטיהור בחיפה, הפועל תחת איגוד ערים לביוב חיפה, ברמת איכות שניונית, ואילו 34 מליוני מטרים מעוקבים בשנה עוברים תהליכי טיהור במכון של חברת מבט"י בירושלים.

    87% מכלל מי השפכים העוברים תהליכי טיהור בישראל, מגיעים לרמת איכות שמאפשרת להשתמש בהם למטרות השקיה, ובאמת כשליש מצריכת המים בענפי החקלאות השונים מקורה במי קולחין, מה שהופך אותנו לאחת המדינות המובילות בעולם בתחום זה.

    לסיכום, אין ספק שטיהור מי השפכים מהווה שלב חשוב ומשמעותי מאין כמותו בשמירה על איכות הסביבה ועל כדור הארץ.

    לא זו בלבד שמדובר בתהליכים שמסייעים למנוע את משבר המים בארץ ובעולם, אלא שקיימת גם חשיבות רבה להיבטים נוספים, כמו:

    השבת המים לנחלים הטבעיים, הגנה על חיות הבר והצמחייה הטבעית וכמובן – שמירה על רמת תברואה גבוהה, שהכרחית למניעת מחלות ולבריאות תקינה של הציבור.

     

    המאמר נכתב בשיתוף אילן ירושלמי המפעיל את חברת א.אטמוספירה המובילה בישראל בשירותי מכירה והתקנת משאבות

    יצירת קשר
    לקבלת חומרים פרסומיים בדואל
    לקבלת חומרים פרסומיים בדואל