מים נט פורטל מקצועי למים.
התפלת מים
נסביר בהמשך מהי התפלת מים
התפלת מים מתבצעת על ידי הפרדה בין המים למלחים המומסים בהם, על מנת לקבל מים הראויים לשתייה או לחקלאות ולכל שימוש אחר במים באיכות מי שתיה.
מקור המילה התפלה הוא במילה "תפל', חסר מלחים, ואכן מטרת ההתפלה היא הפחתת כמות המלחים במים.
התפלת מים מתבצעת ע"י טכנולוגיה המרחיקה מלחים מ-2 סוגים של תמיסות:
פרסום
מים מליחים – בהם ריכוז המלחים אינו עולה על 10,000 מ"ג (מיליגרם) מלחים לליטר מים.
מי ים – בהם ריכוז המלחים מגיע ל-40,000 מ"ג מלחים לליטר מים.
איכות המים המותפלים
המים המופקים ממתקני התפלת מי הים הינם מים באיכות מעולה. הדרישות האיכותיות בהן נדרשים מתקני ההתפלה לעמוד, מחמירות בהרבה מהדרישות למי שתייה בתקנות הבריאות לעם. מים מותפלים אלו משולבים במי המערכת הארצית ובכך משתפרת איכות המים הכללית המגיעה לצרכנים.
להלן טבלה מסכמת המשווה בין דרישות איכות מי השתייה בתקנות הבריאות לעם והדרישות החוזיות ממתקני התפלה.
* מג"ל – מיליגרם לליטר
** יע"ן – יחידת עכירות נפלומטרית
*** כ- CaCO3
כלורידים – מהווה אינדיקציה למליחות המים. ככל שהמים פחות מלוחים, רמת הכלורידים יותר נמוכה
והמים טובים יותר למי שתיה ולחקלאות.
בורון – לא קיימת התייחסות לבורון בתקנות הבריאות לעם למי שתיה. יחד עם זאת, מעבר לריכוז מסוים של יון בורון במים, עלולה להיווצר פגיעה בגידולים רבים בחקלאות. מתוך ראיה שכל המים בשימוש הביתי מגיעים בסוף כקולחים להשקיה, הוגבלה רמת הבורון במים המותפלים.
pH – ערך הגבה. מבטא את רמת החומציות או הבסיסיות של המים. ערכי pH נעים בין 0 ל-14.
ככל שה- pH נמוך יותר, כך המים חומציים יותר ולהיפך, ככל שה- pH גבוה יותר, כך המים בסיסיים יותר.
pH 7 מוגדר כניטרלי – בו רמת הבסיסיות והחומציות זהה.
LSI – פרמטר חישובי, שנועד לקבוע את רמת היציבות הכימית של המים.
ככל שהמים יותר יציבים הם פחות רגישים לשינויים לאורך הקווים, ובמפגש עם מקורות מים אחרים.
אלקליניות – נמדד כ- CaCO3. מבטא את יכולת הוויסות ("באפר")
של המים לספיגת שינויים במפגש עם מים בעלי pH משתנים
ובמפגשים אחרים בצנרת.
קשיות – נמדד כ- CaCO3 – רמות יוני הקלציום (סידן) והמגנזיום במים.
מאחר והמים המותפלים אינם מכילים מגנזיום, במתקני התפלה מדובר על קשיות סידן בלבד.
יוני הסידן אחראים להיווצרות משקעים במערכות ובצנרת – ככל שהמים יותר קשים, הם יותר משקעים.
עכירות – מבטא את רמת צלילות המים. עכירות נמדדת כיכולת של אור לעבור דרך חלקיקי המים, והיא מהווה מדד לאיכות המים. עכירות ברמה המקסימלית המותרת (1 יע"ן), אינה נראית לעין, אלא ניתנת למדידה באמצעות מיכשור בלבד.
למה מתפילים מי ים ?
1. איכות המים – המים המותפלים הינם באיכות מצוינת ורובם נמהלים במערכת הארצית ע"י מי המוביל וע"י מי בארות. כתוצאה מכך, איכות המים בבית עולה משמעותית דבר הגורם לשיפור גם בקולחים המשמשים להשקיית החקלאות ובמי התהום. המים המותפלים הם מים רכים התורמים גם להפחתת האבנית במים.
2.פתרון למחסור במים – אפשרות למלא את המחסור הקיים והצפוי בעתיד של מים שפירים ע"י הפקת מים איכותיים, במחירים סבירים, ממאגר מים בלתי נדלה – הים.
3. יתרון כלכלי – הודות לשיפורים הטכנולוגיים ולתחרותיות בשוק, עלויות ההתפלה הולכות ופוחתות והייצור משתפר ומתייעל.
פרסום
מים מותפלים אמנם יקרים יותר ממים שפירים טבעיים, אך העלות הנוספת היא כאין וכאפס לעומת הנזק הכלכלי של ייבוש שטחי החקלאות והגנים או הרס מקורות המים הטבעיים שלנו.
עלות התפלת 1 מ"ק מים עומדת על כ- 2.0-3.0 ₪ למ"ק, ואילו הנזקים הנגרמים עקב מחסור במים מוערכים בכ-8 ₪ לכל מ"ק שאינו מסופק לחקלאות. הנזקים גדולים בהרבה כאשר מדובר בשימוש עירוני.
שיטות להתפלת מים
הפרדה באמצעות ממברנות: "ממברנה חצי-חדירה" היא קרום דק שעוברים דרכו אטומים או מולקולות מסוג מסוים בלבד. שתי שיטות התפלה מבוססות על טכנולוגית הממברנות: אוסמוזה הפוכה (Reverse Osmosis – RO) ואלקטרו-דיאליזה (Electro-dialysis – ED).
בכדי להסביר מהי אוסמוזה הפוכה, יש להסביר תחילה מהו התהליך הטבעי של אוסמוזה המתרחש בלי השקעת אנרגיה.
אוסמוזה טבעית מתרחשת בין שתי תמיסות בעלות ריכוזי מלחים שונים הנמצאות משני צדיה של הממברנה.
בתהליך זה עוברות מולקולות מים מהתמיסה המהולה אל התמיסה המרוכזת, וככל שעובר הזמן קטן הפרש הריכוזים.
לעומת זאת, אוסמוזה הפוכה היא תהליך שבו מולקולות מים עוברות בכיוון ההפוך,
מהתמיסה המרוכזת אל המהולה, והפרש הריכוזים גדל עם הזמן.
האוסמוזה ההפוכה מתרחשת רק באמצעות השקעת אנרגיה חיצונית בצורת לחץ גבוה על המים המלוחים.
הלחץ גורם למולקולות המים לצאת מהתמיסה המלוחה דרך ממברנה המסוגלת להעביר רק מולקולות מים,
והתמיסה שנותרת בפנים הולכת ונעשית מרוכזת ככל שחולף הזמן. הלחץ הדרוש להתפלת מים מליחים הוא 25-10 אטמוספרות ולהתפלת מי ים דרושות 80-50 אטמוספרות.
כשמי הגלם הם מים מליחים, המים המותפלים הם 90% – 95% מהכמות ההתחלתית, אך בהתפלת מי ים הניצולת יורדת עד 50% – 30% בלבד.
המים המותפלים בשיטה זו מכילים בדרך כלל 500-300 מג"ר מלחים בליטר.
שיטת האלקטרו-דיאליזה מבוססת גם היא על ממברנה בעלת חדירות בררנית, אך בניגוד לאוסמוזה,
כאן הממברנה אינה מעבירה מולקולות מים אלא רק יונים הטעונים מטען חשמלי.
האנרגיה החיצונית המושקעת בתהליך זה היא אנרגיה חשמלית הטוענת את הממברנות במטען חיובי או שלילי (ממברנה אחת משמשת קתודה והשנייה אנודה), והמלחים המומסים עוברים מהתמיסה המהולה אל התמיסה המרוכזת.
שיטה זו נמצאה יעילה עבור מים מליחים, אך אינה יעילה עבור מי ים. מבחינה כלכלית, האלקטרו-דיאליזה יקרה יותר מאוסמוזה הפוכה.
שתי שיטות עיקריות להתפלת מים:
1. תהליכי אידוי – מחממים את המים עד להיווצרות אדים.
המלח איננו מתאדה ולכן האדים הם של מים מתוקים ללא מלחים. אדי המים עוברים תהליך שנקרא עיבוי, והופכים לטיפות של מים מותפלים.
2. אוסמוזה הפוכה – השיטה המקובלת ברוב מתקני ההתפלה בעולם: מעבירים את המים דרך ממברנות (שזה מסננות מיוחדות) המאפשרות מעבר מים בלבד ומונעות מעבר מלחים. המים שעוברים דרך הממברנות הם מים מותפלים.
את הממברנה הראשונה בעולם המציא ופיתח פרופ' סידני לאוב ז"ל, שעבד כפרופסור
באוניברסיטת בן גוריון בנגב.
התפלת מים בישראל
בישראל קיימים מתקני התפלה הן להתפלת מי ים והן להתפלת מים מליחים.
התפלת מי ים נעשית בשלושה מתקנים פעילים, הנמצאים באשקלון, פלמחים וחדרה.
מתקן נוסף, באזור שורק נמצא בשלבי הקמה ומתוכננים מתקנים נוספים,. התפלת מים מליחים נעשית בכ-10 מתקנים קטנים ברחבי הארץ.
כמות המים המופקת ממתקני ההתפלה השונים בשנת 2010 עומדת על 300 מיליון מ"ק בשנה, ובשנת 2013 תעמוד על למעלה מ-400 מיליון מ"ק בשנה. הכמות הזאת שווה ל-? [חצי] מכמות המים שאנחנו צריכים לשימושים ביתיים וציבוריים (לא כולל חקלאות), ותאפשר לנו לשאוב פחות מים מהכנרת וממי התהום, ולהעלות את המפלס שלהם.
