תהליך חדשני וחסכוני לטיפול בשפכים ביתיים

ד"ר עיסאם סבאח1,2,3, נידאל מסאלחה1,2

פרסום

אבי אהרוני4, סלבה שמולביץ4, סיון בלייך4

1אגרוביקס בע"מ, 2מכון מחקר יישומי אגודת הגליל 3מכללת בראודה להנדסה, 4חברת מקורות

חברת אגרוביקס פיתחה טכנולוגיה חדשה של מצע פולימרי עליו מקובעים מיקרואורגניזמים אנאירוביים סלקטיביים, וכן תוספים שונים הגורמים לזירוז התהליכים האנאירוביים בשפכים עם עומס אורגני גבוה.

הטכנולוגיה מתבססת על עיקרון הכנת ביומסה אנאירובית "משופרת" ומקובעת במטריצה פולימרית בעלת יכולת טיפול גבוהה ויכולת התאקלמות מהירה לזרמי שפכים עם עומס אורגני גבוה, שניתן לטפל בהם בעיקר ע"י טיפול ביולוגי אנאירובי לייצור ביוגז כמקור אנרגיה.

שיטת הקיבוע מאפשרת העמסת חיידקים בכמות הגדולה פי 400 מכל שיטה קיימת, אשר מביאה להגנה על החיידקים באופן שמוריד את רגישותם לחומרים רעילים בזרם השפכים. כתוצאה מכך עולה יציבות התהליך הביולוגי, זמן האתחול מתקצר משמעותית, ועולה ייצור הביוגז (עליה גם באחוז המתאן) כמקור אנרגיה זמינה .

הטכנולוגיה פותחה בעיקר עבור שפכים אגרו-תעשייתיים קשים כדוגמת שפכי מיצים, שמנים, בשר, חומרי מזון, תשטיפי יקבים, בתי בד ומחלבות. שפכים חקלאיים ושפכי אגרו-אקולוגיה מהווים בעיה סביבתית שטרם נמצא לה מענה הוליסטי ראוי. הבעיה הולכת וגדלה כפונקציה של הגידול וההתרחבות בפעילות החקלאית-תעשיתיית לאספקת חומרי מזון בסיסיים, חלב, בשר, ומוצרים חקלאיים באופן כללי. הטכנולוגיה של אגרוביקס נמצאת כיום בשלבים שונים של בדיקות בקנה מידה חצי-חרושתי לטיפול בשפכי יקב, בתי בד, מיצים ורפתות בארץ ובחו"ל.

לאחרונה עלה הצורך לבחון ייתכנות תהליכים אנאירוביים גם במערכות לטיפול בשפכים עירוניים הסובלות מתנודות עומס אורגני גבוה, כתוצאה מהזרמה לא מבוקרת של שפכים אגרו -תעשייתיים הזרמות חוזרות ונשנות אלו כרוכות בהפסדים כספיים ניכרים למט"שים ובאי עמידה בתקנות איכות הקולחים.

שילוב הטכנולוגיה של אגרוביקס במט"ש עירוני עם תנודות עומס קיצוניות עשויה להביא לחסכון, הן באנרגיה המושקעת בתהליכי הטיפול הקונבנציונליים האירוביים, ע"י הרחקת אחוז גדול יותר של חומר אורגני וחלקיקי לפני אגן האוורור, והן בכמויות הכימיקלים להפרדת המוצקים מהקולחים, לאחר הטיפול הביולוגי, וכך גם בכמויות הבוצה בכלל. כמו כן, הדבר פותר בעיה סביבתית קשה העלולה לגרום להפסקת פעילות המט"ש. כל זאת לצד הצורך לספק קולחים באיכות גבוהה, העונה על התקנות של השקייה ללא מגבלות.

בשנה האחרונה, נבחנה הטכנולוגיה בפיילוט במט"ש העירוני של כרמיאל, בשיתוף פעולה עם חב מקורות המתפעלת את הפיילוט באתר.

המט"ש קולט את שפכי העיר כרמיאל וישובים שבסביבה. השפכים מאופיינים בעומס אורגני גבוה, בשל הזרמה עונתית של שפכי בתי בד (עקר) בתקופת מסיק הזיתים (בחודשים אוקטובר – דצמבר), שגורם במקרים קיצוניים לקריסת המערך הביולוגי, להרעה באיכות הקולחים ולהפסקת תהליך הסינון במתקן הסינון השלישוני. זמן האיתחול של המט"ש לאחר הפגיעה העונתית החמורה עלול להתארך עד חודשיים. בעזרת התהליך החדשני זמן זה אמור להיחסך לחלוטין.

הבחינה כללה יישום טכנולוגיית אגרוביקס בפיילוט אנאירובי בנפח 4 מ"ק (מטפל ב 0.5-1 מק"ש). ממצאי הפיילוט עד כה מצביעים כי הוא עמד ביעדים בהצלחה, ומערכת הטיפול החדשנית של אגרוביקס בפיילוט מט"ש כרמיאל הפגינה בזמני השהיה שנבחנו בריאקטור האנאירובי המקובע, אחוזי הרחקת חומר אורגני (במיוחד מומס) בין 30-40%, שווי ערך לחיסכון של כ- 25-30% באנרגיה הנצרכת במתקני טיפול אירוביים. המערכת, שאופיינה בעומס אורגני גבוה ("גיהוץ פיקים"), המשיכה לפעול בצורה רציפה וטובה תוך עמידה באחוזי הרחקה רצויים של חומר אורגני גם בתקופת המסיק, שבה הוזרמו כמויות גדולות של שפכי בתי בד.

הטכנולוגיה מאפשרת בניית תהליך יציב יותר ויעיל מאד בהרחקת חומרים רעילים. בנוסף ישנה ירידה משמעותית של עד 30% בבוצה הנוצרת בתהליך. נתונים אלו יכולים להביא לירידה משמעותית בעלויות התפעול של המט"ש.

ממצאים אלו מראים שיישום הטכנולוגיה של אגרוביקס יהווה חסם אמין בפני תנודות עומס הנגרמות במט"שים ע"י הזרמת שפכי בתי בד, או עומסים אורגניים אחרים, וכמובן יש לכך תפקיד חשוב בהקטנת העומס על התהליך האירובי במורד ע"י הרחקת אחוז גדול יותר של חומר אורגני וחלקיקי לפני אגן האוורור. הטכנולוגיה מבטיחה הורדה משמעותית בהשקעות האנרגיה הדרושות לאגן האוורור ובכמות הבוצה הנוצרת בשלב הטיפול האירובי. על פי מאזני המסה שנעשו על ממצאי הפיילוט, השילוב של הטיפול המקדים במצע האנאירובי המקובע לפני התהליך האירובי יקטין בצורה משמעותית את כמות הביומסה ואת הסך הכולל של האנרגיה הדרושה לטיפול בשפכים.

פרסום

לטכנולוגיה אפליקציות נוספות במתקני טיפול בשפכים אגרו- תעשייתיים כדוגמת בתי בד, יקבים ורפתות בהם העומס האורגני הנותר עדיין גבוה ויש למצוא פתרונות להורדת העומס האורגני למניעת זיהום הקרקע ומקורות המים.

שימוש בטכנולוגיית הקיבוע של אגרוביקס כמצע ביולוגי מקובע מאפשר שילוב חדשני של שני אלמנטים ביחידה אחת: היחידה האנאירובית ויחידת שיקוע ראשונית באותה מערכת. שילוב זה מאפשר, תוך התאמות הידראוליות מסוימות, להסב אגן שיקוע ראשוני קיים במט"ש למערכת אנאירובית מהירת קצב. דבר זה צפוי להביא לחיסכון בעלויות ההקמה מחד ולתוספת ביוגז, הקטנת העומס האורגני על התהליך האירובי, הקטנת כמויות הבוצה והקטנת צריכת הכימיקלים במורד מאידך.

על מנת לבחון את השפעת הטיפול הקדם אנאירובי על המערכת הקיימת בהורדת העומסים, תוכננה והוקמה במורד למצע האנאירובי המקובע, מערכת נוספת של שלוש יחידות טיפול המורכבות מיחידה אנאוקסית, אגן אוורור אירובי ואגן שיקוע שניוני (בוצה משופעלת).

המערכת כבר עברה בהצלחה בדיקות והרצה ראשוניות ובשנה הקרובה תוכנס להפעלה מלאה לטיפול אירובי משלים של קולחי יחידת הטיפול המקדים במצע האנאירובי המקובע – שיקוע ראשוני (טכנולוגית אגרוביקס).

ההפעלה תנוטר במערכת ניטור שתעקוב אחר העמידה ביעדים, החיסכון הצפוי בעלויות האנרגיה בשלב האירובי ומרכיבי חיסכון נוספים בשלב הטיפול בבוצה.