השוואה בין טכנולוגיות טיהור שפכים מבוזרות בארץ ובחו"ל

רוב אוכלוסיית ארצי מתגוררת בעיירות קטנות ובאזורים כפריים, וזיהום השפכים הכפריים לסביבת המים משך תשומת לב גוברת. מלבד שיעור טיהור השפכים הנמוך באזור המערבי, שיעור טיהור השפכים באזורים הכפריים של ארצי גדל באופן כללי. עם זאת, לארצי שטח עצום, ותנאי הסביבה, הרגלי החיים והתנאים הכלכליים של ערים וכפרים באזורים שונים משתנים מאוד. כיצד לבצע עבודה טובה בטיפול שפכים מבוזר בהתאם לתנאים המקומיים, הניסיון של מדינות מפותחות שווה למידה.

טכנולוגיית טיהור השפכים המבוזרת העיקרית של ארצי

ישנם בעיקר את הסוגים הבאים של טכנולוגיות טיפול בשפכים כפריים במדינה שלי (ראה איור 1): טכנולוגיית ביופילם, טכנולוגיית טיפול בבוצה פעילה, טכנולוגיית טיפול אקולוגית, טכנולוגיית טיפול קרקעית וטכנולוגיית טיפול ביולוגית ואקולוגית משולבת. רמת היישום שלהם וקיבלנו מקרים מוצלחים של ניהול תפעולי. מנקודת מבט של קנה מידה של טיפול בשפכים, קיבולת הטיפול במים היא בדרך כלל מתחת ל-500 טון.

1. יתרונות וחסרונות של טכנולוגיית טיהור שפכים כפרית

בפועל של טיפול בשפכים כפריים, לכל טכנולוגיית תהליך יש את היתרונות והחסרונות הבאים:

שיטת בוצה פעילה: בקרה גמישה ובקרה אוטומטית, אך העלות הממוצעת למשק בית גבוהה, ונדרש כוח אדם מיוחד לתפעול ותחזוקה.

טכנולוגיית ביצות בנויות: עלות בנייה נמוכה, אך קצב הסרה נמוך ותפעול וניהול לא נוחים.

טיפול בקרקע: בנייה, תפעול ותחזוקה פשוטים, והעלות נמוכה, אך הם עלולים לזהם את מי התהום ולדרוש ניהול תפעול ותחזוקה לטווח ארוך.

פטיפון ביולוגי + ערוגת צמחים: מתאים לאזור הדרום, אך קשה לתפעול ולתחזוקה.

תחנת טיהור שפכים קטנה: קרובה לשיטת הטיפול בשפכים ביתיים עירוניים. היתרון הוא שאיכות מי הקולחים טובה, והחיסרון הוא שהיא אינה יכולה לענות על צרכי השפכים החקלאיים הכפריים.

למרות שבמקומות מסוימים מקדמים טכנולוגיית טיהור שפכים כפרית "לא ממונעת", טכנולוגיית טיהור שפכים "ממונעת" עדיין מהווה חלק גדול. כיום, באזורים כפריים רבים, קרקעות מוקצות למשקי בית, ויש מעט אדמות ציבוריות, ושיעור ניצול הקרקע באזורים מפותחים כלכלית נמוך מאוד. משאבי קרקע גבוהים ופחותים זמינים לטיפול בשפכים. לכן, לטכנולוגיית טיהור שפכים "דינמית" יש סיכוי יישום טוב באזורים עם פחות שימוש בקרקע, כלכלה מפותחת ודרישות איכות מים גבוהות. טכנולוגיית טיהור שפכים החוסכת אנרגיה ומפחיתה את הצריכה הפכה למגמת פיתוח של טכנולוגיית טיהור שפכים ביתית מבוזרת בכפרים ובעיירות.

2. שילוב של טכנולוגיית טיפול בשפכים כפריים

שילוב טכנולוגיות טיהור שפכים כפריות במדינה שלי כולל בעיקר את שלושת המצבים הבאים:

הדרך הראשונה היא MBR או חמצון מגע או תהליך בוצה פעילה. השפכים נכנסים תחילה לבור ספיגה, לאחר מכן ליחידת הטיפול הביולוגי, ולבסוף נשפכים לגוף המים שמסביב לשימוש חוזר. שימוש חוזר בשפכים כפריים נפוץ יותר.

המצב השני הוא אנאירובי + ביצה מלאכותית או אנאירובי + בריכה או אנאירובי + אדמה, כלומר, היחידה האנאירובית משמשת לאחר בור הספיגה, ולאחר טיפול אקולוגי, היא משוחררת לסביבה או נכנסת לשימוש חקלאי.

המצב השלישי הוא בוצה פעילה + ביצות מלאכותיות, בוצה פעילה + בריכה, חמצון מגע + ביצות מלאכותיות, או חמצון מגע + טיפול בקרקע, כלומר, משתמשים במכשירים אירוביים ואוורור לאחר בור הספיגה, ומתווספת יחידת טיפול אקולוגית לחיזוק הסרת חנקן וזרחן.

ביישומים מעשיים, המצב הראשון מהווה את החלק הגדול ביותר, ומגיע ל-61%).

מבין שלושת המצבים הנ"ל, ל-MBR יש אפקט טיפול טוב יותר והוא מתאים לאזורים מסוימים עם דרישות איכות מים גבוהות, אך עלות התפעול גבוהה יחסית. עלות התפעול ועלות הבנייה של אזור ביצות בנוי וטכנולוגיה אנאירובית נמוכות מאוד, אך אם נבחן זאת בצורה מקיפה, יש צורך להגביר את תהליך האוורור כדי להשיג אפקט שפכי מים אידיאלי יותר.

טכנולוגיית טיהור שפכים מבוזרת מיושמת בחו"ל

1. ארצות הברית

מבחינת מערכת ניהול ודרישות טכניות, מערכת טיהור השפכים המבוזרת בארצות הברית פועלת תחת מסגרת יחסית מלאה. כיום, מערכת טיהור השפכים המבוזרת בארצות הברית כוללת בעיקר את הטכנולוגיות הבאות:

בורות ספיגה. בורות ספיגה וטיפול בקרקע הן טכנולוגיות נפוצות בחו"ל. על פי נתוני סקר גרמניים, כ-32% מהשפכים מתאימים לטיפול בקרקע, מתוכם 10-20% אינם מתאימים. הסיבה לכשל עשויה להיות זיהום מי התהום על ידי המערכת, כגון: זמן שימוש מופרז; עומס הידראולי עודף; בעיות תכנון והתקנה; בעיות ניהול תפעול וכו'.

מסנן חול. סינון חול הוא טכנולוגיית טיפול בשפכים נפוצה מאוד בארצות הברית, שיכולה להשיג אפקט הסרה טוב.

טיפול אירובי. טיפול אירובי מיושם במקומות רבים בארצות הברית, וסולם הטיפול הוא בדרך כלל 1.5-5.7 טון/יום, תוך שימוש בשיטת שולחן מסתובב ביולוגי או בשיטת בוצה פעילה. בשנים האחרונות, ארצות הברית מייחסת חשיבות רבה גם לטיפול יעיל בניצול חנקן וזרחן. רוב החנקן בארצות הברית נמצא בשפכים. חשוב להפחית את עלויות העיבוד העוקבות באמצעות הפרדה מוקדמת.

בנוסף, ישנם חיטוי, סילוק חומרי הזנה, הפרדת מקורות, סילוק והשבת חנקן ופולס.

2. יפן

טכנולוגיית טיהור השפכים המבוזרת של יפן ידועה יחסית בזכות מערכת טיהור הספיגה שלה. מקורות השפכים הביתיים ביפן שונים במקצת מאלה שבמדינתי. הם נאספים בעיקר לפי סיווג של שפכי כביסה ושפכי מטבח.

בורות ספיגה ביפן מותקנים באזורים שאינם מתאימים לאיסוף רשת צינורות ובעלי צפיפות אוכלוסין נמוכה יחסית. בורות ספיגה מיועדים לאוכלוסיות ופרמטרים שונים. למרות שבורות הספיגה הנוכחיים מוחלפים מדור לדור, הם עדיין נשלטים על ידי כיורים. לאחר כור ה-AO, אנאירובי, דה-חמצון, אירובי, שקיעה, חיטוי ותהליכים אחרים, יש לציין כי בור הספיגה A פועל כרגיל. היישום המוצלח יחסית של בורות ספיגה ביפן אינו רק בעיה טכנית, אלא מערכת ניהול שלמה יחסית תחת מסגרת משפטית שלמה, היוצרת מקרה מוצלח יחסית. כיום, ישנם מקרי יישום של בורות ספיגה בארצנו, ויש לציין שישנם גם שווקים בדרום מזרח אסיה. מדינות כמו דרום מזרח אסיה, אינדונזיה והפיליפינים מושפעות גם ממדיניות הטיפול המבוזרת של יפן. מלזיה ואינדונזיה גיבשו מפרטים טכניים והנחיות מקומיות משלהן לבורות ספיגה, אך בפועל מפרטים והנחיות אלה עשויים שלא להתאים למצב הפיתוח הכלכלי הנוכחי שלהן.

3. האיחוד האירופי

למעשה, ישנן כמה מדינות מפותחות כלכלית וטכנולוגית בתוך האיחוד האירופי, כמו גם כמה אזורים מפגרים כלכלית וטכנולוגית. מבחינת פיתוח כלכלי, הן דומות לתנאים הלאומיים של סין. לאחר שהשיג פריצת דרך כלכלית, האיחוד האירופי פועל גם הוא קשה לשיפור טיפול בשפכים, ובשנת 2005 העביר את תקן האיחוד האירופי EN12566-3 לטיפול בשפכים מבוזר בקנה מידה קטן. יש לומר שתקן זה מהווה דרך להתאים אמצעים לתנאים מקומיים, תנאים גיאוגרפיים וכו', ולבחור טכנולוגיות טיפול שונות, הכוללות בעיקר בורות ספיגה וטיפול קרקעי. בין שאר סדרות התקנים, כלולים גם מתקנים מקיפים, מתקני טיהור שפכים קטנים ומערכות טיפול מקדים.

4. הודו

לאחר הצגת מקרים קצרים של מספר מדינות מפותחות, הרשו לי להציג את מצבן של מדינות מתפתחות בדרום מזרח אסיה הקרובות יחסית לאזורים הלא מפותחים מבחינה כלכלית של ארצי. שפכים ביתיים בהודו מגיעים בעיקר משפכי מטבח. מבחינת טיפול בשפכים, טכנולוגיית בורות ספיגה היא כיום הנפוצה ביותר בדרום מזרח אסיה. אך הבעיה הכללית דומה לזו של ארצנו, כלומר, כל סוגי זיהום המים בולטים מאוד. בתמיכת ממשלת הודו, פעולות ותוכניות להגדלת יעילות של בורות ספיגה נמצאות בעיצומן, עם מפרטים לטיפול בבורות ספיגה וטכנולוגיית חמצון מגע.

5. אינדונזיה

אינדונזיה ממוקמת באזורים הטרופיים. למרות שהפיתוח הכלכלי הכפרי יחסית מפגר, השפכים הביתיים של התושבים המקומיים מוזרמים בעיקר לנהרות. לכן, מצב הבריאות הכפרי במלזיה, תאילנד, וייטנאם ומדינות אחרות אינו אופטימי. השימוש בבורות ספיגה באינדונזיה מהווה 50%, והן גם גיבשו מדיניות רלוונטית לקידום נורמות וסטנדרטים של שימוש בבורות ספיגה באינדונזיה.

ניסיון מתקדם בחו"ל

לסיכום קצר, למדינות מפותחות יש ניסיון מתקדם רב שמדינתי יכולה ללמוד ממנו: מערכת התקינה במדינות מפותחות היא שלמה וסטנדרטית מאוד, וישנה מערכת ניהול תפעול יעילה, הכוללת הכשרה מקצועית וחינוך אזרחי, בעוד שעקרונות טיהור השפכים במדינות מפותחות ברורים מאוד.

לכלול באופן ספציפי: (1) להבהיר את האחריות לטיפול בשפכים, ובמקביל, המדינה תומכת בטיפול מבוזר בשפכים באמצעות כספים ומדיניות; לגבש סטנדרטים תואמים לוויסות והנחיית טיפול בשפכים מבוזר; (2) לבסס מערכת ניהול אדמיניסטרטיבית ותעשייתית הוגנת, סטנדרטית ויעילה כדי להבטיח פיתוח יעיל ותפעול ארוך טווח של טיפול בשפכים מבוזר; (3) לשפר את קנה המידה, הסוציאליזציה וההתמחות של הבנייה והתפעול של מתקני ביוב מבוזרים כדי להבטיח יתרונות, להפחית עלויות ולהקל על הפיקוח; (4) התמחות (5) פרויקטים של פרסום וחינוך ושיתוף אזרחים וכו'.

בתהליך היישום המעשי, הניסיון המוצלח ולקחי הכישלון מסוכמים כדי לממש את הפיתוח בר-קיימא של טכנולוגיית טיהור השפכים המבוזרת של ארצי.

קר.אנטופ