שיטה המאפשרת להפוך שפכים תעשייתיים הרעילים לסביבה למים נקיים

חוקרים מאוניברסיטת בן-גוריון בנגב פיתחו שיטה המאפשרת להפוך שפכים תעשייתיים הרעילים לסביבה למים נקיים, תוך מחזור חומצות יקרות ערך. השיטה פורסמה בכתב העת היוקרתי של האגודה האמריקאית לכימיה- ACS Sustainable Chemistry and  Engineering .

פרסום

חומצה זרחתית היא מרכיב עיקרי בדשנים כימיים לחקלאות אשר בלעדיהם לא ניתן לספק מזון בכמות מספקת לאוכלוסיית העולם. עם זאת, תהליך ייצור החומצה הזרחתית מוביל לייצור שפכים רעילים. מחקר שהובילה הדוקטורנטית ליאור מונט בהנחיית ד"ר עודד ניר מהמכונים לחקר המדבר באוניברסיטת בן-גוריון בנגב, מציע שיטה לסילוק הסכנה הנשקפת מהשפכים על ידי תהליך מעגלי שהופך את השפכים הרעילים למים נקיים תוך מחזור חומרי גלם.

תהליכי טיפול קונבנציונליים בשפכים מעין אלו נתקלים בקשיים להתמודד עם החומציות, המליחות והקשיות של מי השפכים. התהליך האלטרנטיבי אותו הציעו החוקרים מורכב משלושה שלבים לטיפול בשפכי החומצה הזרחתית -אלקטרודיאליזה סלקטיבית, אוסמוזה הפוכה וניטרול.

השלב הראשון מפריד מהשפכים חומצה גפרתית, חומר גלם חשוב לתהליך הייצור ע"י אלקטרודיאליזה סלקטיבית. תהליך זה מנטרל חלק מהחומציות ומאפשר את השלב השני,  סינון השפכים וריכוזם ע"י ממברנות המשמשות להתפלה.  בשלב זה כ-90% מהשפכים הופכים למים נקיים והיתר נשאר כתמיסה מלוחה וחומצית המכילה זרחן ומרכיבים נוספים. בשלב השלישי מנטרלים את החומציות של השפכים שנותרו ע"י תגובה עם סלע פוספט טחון – חומר גלם נוסף. תהליך זה מביא בנוסף לנטרול גם לשיקוע של הזרחן מהתמיסה על הסלע ולהעשרה שלו. כך, באמצעות כל שלבי הטיפול, משיגים החוקרים גם טיפול בבעיה הסביבתית וגם ניצול טוב יותר של חומרי הגלם, בהתאם לעקרונות הכלכלה המעגלית.

מעבר לכך, נמצא שדרישת החשמל לתהליך הייתה גם נמוכה מספיק, כך נראה שהשיטה תהיה בת קיימא ובעלת קיימא טכנו-כלכלית.

" חומצה זרחתית מייצרת שפכים תעשייתיים רבים שלא ניתן לטפל בהם ביעילות בגלל רמת החומציות הנמוכה ופוטנציאל המשקעים הגבוה", מסביר ד"ר עודד ניר, שותף מוביל למחקר. "כיום, השפכים מאוחסנים לרוב בבריכות אידוי, אולם אלו מועדות לפריצות, דליפות והצפות. רק לפני שנים ספורות אירע בישראל אסון אקולוגי כאשר מיליוני מ"ק של שפכים חומציים נשטפו במורד הנחל".

פרסום

"תהליך זה מבטיח מאוד, ואנו מעודדים את השחקנים בתעשייה לבחון את הפוטנציאל והישימות שלו במפעלים שלהם", אומר ד"ר רועי ברנשטיין, השותף למחקר.

קבוצת המחקר כללה את: ד"ר עודד ניר, ד"ר רועי ברנשטיין, ליאור מונט, ווי ג'אנג, אליס ג'רוסיקובה והאו האונג ,מהמכונים לחקר המדבר באוניברסיטת בן- גוריון בנגב. ד"ר ניר הוא גם חבר בבית הספר לקיימות ושינויי אקלים גולדמן זוננפלד.

מחקר זה  (מס' 3-15505 ) נתמך על ידי  משרד המדע והטכנולוגיה.