מכון טיהור שפכים הוא מתקן המנקז אליו את השפכים המגיעים אליו מרשת הביוב המוניצפאלית ,לשם טיהורם ומאפשר השבתם למערכת - המים המטוהרים המשמשים לחקלאות או להשבה לנחלים בטבע.
מכוני טיהור אינטנסיביים
תהליך הטיפול בשפכים במכוני הטיהור האינטנסיביים נחלק לשלושה שלבים עיקריים: טיפול ראשוני, שניוני ושלישוני. איכות הקולחים נקבעת על פי מספר השלבים בתהליך הטיהור.
- טיפול ראשוני: טיפול מכני הכולל סינון גס של השפכים, שיקוע גרוסת (שיקוע של חלקיקים כבדים) ושיקוע ראשוני הכולל הרחקת חלק מהמוצקים המרחפים והחומר האורגני.
- טיפול שני: טיפול ביולוגי בו מתבצע תהליך של פירוק החומר האורגני בשפכים, הרחקת המוצקים המרחפים, שיקוע של הבוצה (המכילה בעיקר את החיידקים המפרקים) וחיטוי הקולחים לצורך סילוק מיקרואורגניזמים 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 אקוויפרים 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 כימיקלים.
- 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 - השפד"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
שיטות הטיהור
מכוני טיהור אינטנסיביים פועלים, בדרך כלל, על בסיס שיטת הבוצה המשופעלת. בתהליך זה מוזרם אוויר באופן מכני ובכמויות גדולות לאגני אוורור, בהם מתפתחת אוכלוסיית חיידקים 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 האוורור לאגני שיקוע, בהם מופרדים המוצקים המרחפים (רובם הם תאי חיידקים ותרכובות אורגניות לא מסיסות) ומתקבלים קולחים.
חלק מהבוצה הנוצרת כמשקע מוחזרת בסחרור לאגני האוורור 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 לפירוק מיקרוביאלי של המזהמים. בבריכות בהן מצוי עומס אורגני גבוה או פני שטח קטנים יחסית, יש לעתים צורך בהוספת אוורור מכני לשיפור תהליכי החמצון.
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.
