ה-EPA מחפש חלופות לכלור

פורסם ב: wateronline.com
נובמבר 2014

בארה"ב, הכלור היה תמיד "המלך" של טיהור המים, אבל כיום ה-EPA מחפש חלופות "ירוקות" יותר שידיחו את הכלור ממקומו. PAA – (Peracetic Acid) תופס מקום בתודעה בגין יכולתו להקטין או למנוע לגמרי היווצרות DBP(Disinfection By-Products) – תוצרי לוואי של החיטוי, זיהום ע"י נתרן (Na) ותכולה כוללת של מלחים מומסים במים המטופלים. ב-30 השנים האחרונות, PAA שימש באופן סדיר לחיטוי מי-שפכים ומי-נגר עילי (stormwater) באירופה ובקנדה, אבל רק לאחרונה זכה לתשומת לבו של השוק האמריקני.

John Maziuk, מנהל שיווק טכני בחברת Solvay Chemicals, אומר: "PAA שימש במשך שנים כחומר מחטא בתעשיית המזון, אבל לא נעשה נפוץ בתהליכי חיטוי מים כיוון שמכשירי חיטוי מכילי כלור היו מאוד נפוצים. כעת, אנשים מתחילים להבין את יתרונות ה-PAA והעניין בו מתגבר". חברת Solvay Chemicals חתמה הסכם מו"פ משותף עם ה-EPA על מנת להריץ מחקר רב-שלבי (מעבדה, מתקן ניסוי וניסויים בשטח) לבדיקת יעילות ה-PAA בהשמדת חיידקי E. Coli ופתוגנים אחרים הנמצאים במי השפכים. רוב הניסויים מתבצעים במדינת אוהיו, בשיתוף הרשויות המקומיות.

PAA הוא נוזל חסר צבע הכולל תחמוצת מימן – פרוקסיד (Peroxide) וחומצה אצטית CH3COOH (Acetic Acid), שאינה יוצרת רעילות בקולחים. לאחר החיטוי אין בו חומרים שאריתיים רעילים,  או מסרטנים.

מעבר לשימוש ב-PAA  מצריך רק שינויים קטנים במתקני חיטוי המים. לפי מסמך משותף של ה-EPA עם חברת Solvay, רוב מתקני החיטוי בארה"ב מקבלים PAA במיכלים חד-פעמיים של 300 גלון או פחות. החלק היקר ביותר של מערכת ההזנה הוא מערכת משאבות המינון .

Maziuk אומר כי לא נדרשות עלויות הקמה גבוהות על מנת לעבור ל-PAA והיישום הוא תהליך חד-שלבי. כמו כן, הוא ממשיך ואומר, כי המוצר אף קל יותר ולעתים גם בטוח יותר מבחינת האחסנה, מאשר חומרי טיהור אחרים. דעיכת כושר פעילות המוצר המאוחסן היא בקצב של 1% בשנה בלבד. נקודת הקיפאון נמוכה והוא יציב יותר מאשר מלבין (bleach) או כלור.

יעילות ה-PAA
לפי ה-EPA, ה-PAA הוא מחמצן חזק יותר מאשר היפוכלוריט (hypochlorite) או כלור דו-חמצני (chlorine dioxide), אך לא חזק כמו אוזון. יעילותו תלויה במאפייני מי-השפכים, בריכוז החומצה, במשך זמן החשיפה לחומצה, בכמות המיקרו-אורגניזמים הנחשפים לחומצה ובתצורת מיכל החיטוי (reactor).

מסמך ה-EPA אומר לגבי ה-PAA את הדברים הבאים:

– משמיד בקטריות

– כאשר הוא מתפרק, יש לרדיקליים החופשיים, מימן-פרוקסיל (HO2) והידרוקסיל (OH) הנוצרים, כושר חמצון גבוה והם ממלאים תפקיד פעיל בתהליך החיטוי

– יש להאמין כי הוא משמיד בקטריות עקב חמצון (protoplasmic oxidation) המתבטא בפירוק דפנות תאי הבקטריה (cell lysis).
לפי מסמך EPA הדן בטכנולוגיות חדשניות, המינון תלוי באורגניזם המטרה, באיכות המים וברמת ההשבתה  (inactivation) הנדרשת. למשל, 5 mg/l של PAA בריכוז 15%, במגע למשך 20 דקות, יכולים להוריד את ריכוז הגורמים הצואתיים וכלל הקוליפורמים בזרם המשני, ב-4-5 סדרי גודל.
יחד עם זאת, לפי אותו מסמך, PAA פחות יעיל בסילוק נבגים (spores), וירוסים ו"חד-תאיים" (protozoa) כגון Giardia או Cryptosporidium.
בנוסף לבדיקה שמבצע ה-EPA לגבי טיהור מי-שפכים, נלמדת גם יעילות החיטוי של מי נגר עילי (stormwater). נושא זה התעורר בעקבות החששות הגוברים לגבי ההשלכה הסביבתית הגוברת של השימוש בכלור לטיהור גלישות ביוב משולבות –  CSOs (Combined Sewer Overflows).
"תכונות הבטיחות והתגובה המהירה של PAA עושות אותו לאפשרות טובה יותר לטיפול בזרימות מהירות של מי נגר עילי – מאשר נגזרות כלור או UV", אומר Maziuk, ומוסיף: במי נגר עילי יש שטף פתאומי של מים. לעתים הטיהור בקרינת UV לא מספיק יעיל, עקב הזמן הקצר הזמין לטיפול במים".
PAA
שימש גם בהצלחה בשילוב עם קרינת UV, והחיבור מאפשר הפחתה בעוצמת המנורות וצמצום הצורך בניקיונן.

עתיד ה-PAA

ה-EPA  ימשיך להעריך את יעילות ה-PAA במהלך השנים הקרובות, אומר Maziuk. הוא מקווה כי הממצאים יסייעו לתקףאת ה-PAA כמחטא יעיל של מי שפכים ומי-נגר עילי כאחד, ויביאו לכך שהציבור יאמין בשימושים אלה.הדבר הנחוץ ביותר כדי ש-PAA יהפוך להיות חומר שימושי יותר, הוא "חינוך".

אומר Maziuk: "בשלב זה אנחנו רק מנסים להפיץ את הבשורה בקשר ל-PAA אשר אותו אנו רואים כחלופה יישומית. במהלך הזמן, אני סבור כי המשתמשים יגידו כי אינם רוצים יותר להשתמש בכלור היות ויש חלופה טובה יותר".