עמוד הבית > טכנולוגיה ומוצרים > ביו-טכנולוגיהעמוד הבית > מדעים > אקולוגיה ואיכות הסביבה > פסולת עמוד הבית > ישראל (חדש) > אקולוגיה ואיכות הסביבה > פסולת ומחזור
ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה


תקציר
מידע על שיטה לטיהור שפכים תעשייתיים
באמצעות חרוזים הטובלים בתמיסה המכילה חיידקים. השיטה נקראת אקוומנד (Aquamend).



הצלחה מסחררת לשיטת החרוזים
מחבר: ד"ר טל אייל


מפעלים רבים מתחבטים בבעיית טיהור שפכים תעשייתיים. אל צינורות המוצא של המפעל 'מתגנבות' תרכובות אורגניות ואנאורגניות, שהן תוצרי-לוואי של תהליכי הייצור, ולחילופין, התוצרים המבוקשים עצמם שאחוז מסויים מהם נפלט בתהליכי הייצור. לעיתים קרובות אלה מוגדרים כמזהמים וחל איסור על הזרמתם למכוני טיהור המים הסניטריים.

מתקן לטיהור שפכים ביתיים פועל בעזרת חיידקים, המפרקים את התרכובות האורגניות שבשפכים. שינוי תנאי האיוורור קובע את סוג החיידקים שיתפתחו במיתקן והתהליכים העיקריים שיפעלו בו, אך בסופו של תהליך המים המטוהרים מכילים הרבה פחות חומרים אורגניים מאשר השפכים הנכנסים. יעילות הטיהור ומשך שהיית השפכים במיתקן, תלויים בעומס האורגני. לא כך הדבר לגבי מרבית התרכובות האנאורגניות, כמו מלח בישול ותרכובות המכילות מתכות כבדות. תהליכי הטיהור אינם מרחיקים את התרכובות הללו, והם יהיו בקולחים – המים המטוהרים היוצאים מהמכון. תכולת התרכובות השונות בקולחים המטוהרים משמעותית ביותר, גם אם יוזרמו במורד הנחל, וגם אם ישמשו להשקיה בחקלאות. החומרים המומסים בהם יגיעו בסופו של התהליך למי התהום, ויזהמו את המים השפירים שעוד נותרו לנו לשתייה. מסיבות אלו, חשוב מאוד שהשפכים בקצה הצינור היוצא מהמפעל, לא יכילו מזהמים העלולים לפגוע באיכות השפכים המטוהרים. בעיה נוספת עלולה להתעורר, כאשר השפכים מכילים תרכובות הקוטלות את החיידקים, 'הפועלים הטובים' במיתקן, או תרכובות המאיטות את קצב חלוקתם. במקרה כזה יואט קצב טיהור השפכים, מה שיאריך את משך שהותם במיתקן הטיהור, יחייב הגדלה של נפח בריכות החימצון, ואף תתכן פגיעה באיכות הקולחים היוצאים. על רקע זה הותקנו מספר תקנות המחייבות מפעל לטהר את שפכיו, לפני הזרמתם למערכת הביוב הסניטרי. הטיהור דורש התאמת טכנולוגיות בהתאם למוצרים המוגדרים כמזהמים וכמובן השקעת כספים רבה.


 

החיידק עשה את שלו


חברת LDD (אל. די. די), בהנהלת רפי מנדלבאום, המטפלת בטיהור בוצות ושפכים, מציעה פתרון מעניין. החברה פיתחה, בשיתוף עם W.R Grace הקנדית, שיטה לפירוק תרכובות אורגניות בלתי-רצויות בשפכים, המותאמת לחומר או לחומרים המיוחדים שבשפכי המפעל.

השיטה, הנקראת אקוומנד (Aquamend) מתבססת על מעין חרוזים נקבוביים, המיוצרים מסיליקטים מיוחדים הקרויים זאוליטים (Zeolytes). כאשר החרוזים טובלים בתמיסה המכילה חיידקים, כמו תרבית חיידקים, או שפכים, החיידקים חודרים לתוך החללים הפנימיים שבחרוזים, ומכיוון שדפנות התעליות מהוות מצע מוצק טוב עבורם, הם 'מתנחלים' עליהן מתחלקים ויוצרים מושבות.

יש לציין שהקוטר הזעיר של הנקבוביות אינו מאפשר לחד-תאים (כמו אמבות ריסניות ועוד), לחדור לתעליות, להגיע למושבות החיידקים ו'לזלול' אותם. יצורים חד-תאיים אלה מצויים בדרך כלל בבוצה שבמיתקן הטיהור ובשפכים והם ניזונים על החיידקים ובכך מקטינים את האוכלוסייה הפעילה. במידה והשפכים מכילים חומרים שעלולים לפגוע בחיידקים, ניתן להשתמש בחרוזים המכילים גם פחם פעיל בעל כושר ספיחה רב.

כך מתבצע התהליך: ממלאים ריאקטור בחרוזים המיוחדים, מיישבים בו את החיידקים הרצויים, וכשהם באים במגע עם השפכים שמסתחררים בריאקטור, הם מפרקים את החומרים האורגניים לצורך הפקת אנרגיה והתרבות.

בחברת LDD מתאימים לכל סוג של מזהם אורגני בשפכים שיש לפרקו, את החיידקים המסוגלים לפרק אותו. במקרה הצורך, ניתן לאכלס את החרוזים במספר סוגי חיידקים, אשר מפרקים מזהם אחד בשלבים או תוקפים כמה סוגי תרכובות.

את החיידק המתאים ניתן להזמין מ'בנק החיידקים'. במאגר זה ניתן מידע לגבי כל חומר, מהם סוגי החיידקים המפרקים אותו והתנאים לגידולם. במקרים מסוימים ניתן 'לדוג' את החיידק המתאים משפכי המפעל. זאת, מתוך הנחה שנוכחות מתמדת של תרכובת מסוימת בשפכים, תעודד התפתחות סלקטיבית של אוכלוסיית חיידקים ש'יודעת' לפרק אותה על-מנת לנצלה כמקור אנרגיה.



 

תוצאות מעודדות


להלן הצעה של חברת LDD לטיפול בשפכי מעבדות שרון, חברה המייצרת תוספי מזון וכן חומרי שימור למוצרי הקוסמטיקה, ובינם חומרים כגון פרבנים. שפכי המפעל נושאים גם עומס אורגני רב, וגם שאריות של החומרים המשמרים, אשר בהגיעם אל בריכות החימצון, מונעים את התחלקות החיידקים ופוגעים באוכלוסייתם.

רשויות איכות הסביבה חייבו את המפעל להקטין את העומס האורגני בשפכים, וגם להקטין את הרעילות שלהם לחיידקים שבמיתקני הטיהור. בניסוי מעבדה בחברת LDD, סיחררו את שפכי המפעל בריאקטור המכיל חרוזי זאוליט, ואכן, הצליחו 'לאכלס' את החרוזים בכמות גדולה של חיידקים ש'יודעים' לפרק פרבן, כמו גם את החומרים האורגניים האחרים שבשפכי המפעל, מבלי שאוכלוסייתם תפגע. בשלב זה, הריאקטור מורכב למעשה ממיליארדי 'פועלים' מפרקי חומרים אורגניים בכלל, ואת הפרבן בפרט, היושבים בנקבוביות החרוזים וערוכים לפעולה.

לאחר איכלוס החרוזים בריאקטור בחיידקים הרצויים, נבדקו התנאים האופטימליים לפעילותו. התהליך יכול להיעשות במספר תנאים, מבחינת תנאי האיוורור. במעבדת LDD הגיעו למסקנה, שבמקרה של מעבדות שרון, עדיף לפעול בשני שלבים. הראשון, סיחרור השפכים מבעד לריאקטור במשך שלוש שעות ללא איוורור אך בנוכחות חנקות (NO3), המאפשרות למספר סוגי חיידקים נשימה יעילה לצורך הפקת אנרגיה. לעיתים, דרך זו יעילה יותר מאשר 'נשימה' בעזרת חמצן, שמסיסותו במים אינה רבה. בשלב השני, ממשיכים לסחרר בריאקטור את השפכים בתנאי איוורור, במשך שש שעות.

בדיקת מעבדה מדוקדקת עם תום התהליך, הראתה ירידה משמעותית בנפח הכולל של החומרים האורגניים בשפכים המטופלים, עד רמה של פחות מ- 1% של החומר ההתחלתי. כמו כן, בדיקות של רעילות השפכים המטופלים לחיידקים (באמצעות חיידקים מאירים), הראו ירידה של למעלה מ- 90% ברעילות השפכים. לפיכך, טיפול מקדים בשיטת אקוומנד, מכין את השפכים להמשך הטיפול במיתקני טיהור קונבנציונליים.

יתרון נוסף של המערכת הוא ביציבותה הרבה לשינויים באופי הקולחים, ובתנאים הכימיים והפיסיקליים בהם. למשל, ירידה של החומציות או הופעה מקרית של חומרים רעילים, כמעט ואינם משפיעים על המערכת בגלל כושר הספיחה הגבוה של הזאוליט עצמו.

לאור התוצאות המעודדות, החליטו כי השלב הבא יהיה הקמת מיתקן חלוץ בחצר מפעל מעבדת שרון, אשר יפעל במשך כשלושה חודשים תוך בדיקות רציפות של תוצאות פעילותו. ניתוח התוצאות יאפשר תיכנון והקמה של מיתקני קבע שיפעלו תחת בקרה מתמדת, יטפלו בכל שפכי המפעל ויאפשרו לו להזרים את שפכיו המטוהרים היישר למערכת הביוב הסניטרי. למותר לציין שפתרון זה ישים קץ לפגיעת השפכים בפעילות מכון הטיהור.



 

יתרונות מערכת Aquamend


* יכולת פעילות בתנאים של עומס אורגני גבוה בשפכים.
* ניתן לאכלס את חרוזי הזאוליט בחיידקים הרצויים, בהתאם לסוג המזהם בשפכים ממנו מבקשים להיפטר. מבודדים או מזמינים את החיידקים לפי קטלוג, מגדלים אותם בתוככי החרוזים ויוצאים לדרך.
* ניתן לאכלס את החרוזים במספר סוגי חיידקים כאשר ישנם בשפכים מספר סוגי מזהמים, או כשפירוק המזהם מחייב שימוש בחיידק שונה בכל שלב.
* לאחר שאוכלוסיית החיידקים התקבעה והתייצבה בחרוזים, אין צורך לחדשה.
* במידת הצורך, קל לשקם מערכת זו, כיוון שניתן לחטא את החרוזים בקיטור ולחדש את אוכלוסיית החיידקים לפי הצורך.
* המערכת עמידה בפני שינויים פתאומיים במידת החומציות, כיוון שהחרוזים מסוגלים לספוח אליהם יונים חומציים, ולאפשר למערכת להתאושש.
* ספיחת מתכות כבדות על-ידי הזאוליט, מגינה על החיידקים 'הפועלים' מפני הרעלה במתכות כבדות, במקרה של עלייה בריכוז בשפכים.
* התהליך כמעט ואינו מייצר בוצה (רק כ- 10% מהכמות הנוצרת מתהליכי בוצה משופעלת) מה שחוסך את הצורך בפתרונות יקרים לטיפול בבוצה.

ביבליוגרפיה:
כותר: הצלחה מסחררת לשיטת החרוזים
מחבר: אייל, טל (ד"ר)
תאריך: יוני-יולי 2000 , גליון 32
שם כתב העת: ירוק כחול לבן : ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה
הוצאה לאור: ביטאון פורום המשק והכלכלה למען איכות הסביבה בישראל
הספרייה הוירטואלית מטח - המרכז לטכנולוגיה חינוכית