0102030405
מערכת טיהור שפכים ביתית ציוד תהליך מפעל לניהול שפכים
טיפול בשפכים ביתיים מתייחס לטיפול בשפכים הנוצרים בחיי תושבים עירוניים, כך שיעמדו בתקני ההזרמה ואינם גורמים לזיהום הסביבה. חשיבותו של טיפול בשפכים ביתי ברורה מאליה, הקשורה לבריאות האדם ולפיתוח בר קיימא של הסביבה.
קודם כל, שפכים ביתיים מכילים מספר רב של חומרים אורגניים ומיקרואורגניזמים, אם הם זורמים ישירות לסביבה, הם יגרום לזיהום חמור לגוף המים. חומרים אורגניים ומיקרואורגניזמים אלו יצרכו חמצן בגוף המים, דבר שיוביל להידרדרות באיכות המים וישפיע על הישרדותם של החיים במים. כמו כן, ביוב ביתי מכיל גם כמות גדולה של חנקן, זרחן וחומרי הזנה אחרים, אם יזרמו לגוף המים, יובילו לאטרופיה במים הגורמת לפריחת אצות, הפוגעת באיכות המים ובאיזון האקולוגי.
שנית, ביוב ביתי מכיל גם מגוון חומרים מזיקים, כמו מתכות כבדות, חומרים אורגניים, שאריות תרופות וכדומה. אם חומרים אלו יוזרמו ישירות לסביבה, הם יגרמו לזיהום גופי מים וקרקע, ויגרמו לפגיעה במערכות אקולוגיות ובבריאות האדם. לכן, טיפול יעיל בשפכים ביתיים הוא אמצעי חשוב להגנה על הסביבה ובריאות האדם
![11czf](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0e8cce3e397938.jpg)
בנוסף, טיפול בשפכים ביתי יכול גם לממש ניצול משאבים. שפכים ביתיים מכילים כמות גדולה של חומרים אורגניים וחומרי הזנה, הניתנים להמרה לדשן אורגני ולביוגז ולמשאבים נוספים לאחר טיפול נאות, על מנת לממש את מיחזור המשאבים ולהפחית את צריכת משאבי הטבע.
שפכי חיי היומיום, למעשה, רק חלק קטן מהשפכים טופל, ורובם מוזרמים ישירות לנהרות ללא טיפול. זה גרוע יותר בערים קטנות יותר.
צואה וכן הלאה בדרך כלל לא מופרשת ישירות, אבל יש אמצעי איסוף.
הרכב המזהמים בשפכים מורכב ומגוון ביותר, ולכל שיטת טיפול קשה להשיג את מטרת הטיהור המלא, ולעיתים נדרשות מספר שיטות ליצירת מערכת הטיפול שתעמוד בדרישות הטיפול.
על פי דרגת הטיפול השונה, ניתן לחלק את מערכת הטיפול בשפכים לטיפול ראשוני, טיפול משני וטיפול מתקדם.
![12gxf](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0eadf004a44785.jpg)
הטיפול הראשוני מסיר רק את המוצקים המרחפים בשפכים, בעיקר בשיטות פיזיקליות, והשפכים המטופלים בדרך כלל אינם יכולים לעמוד בתקני ההזרמה.
עבור מערכת העיבוד המשנית, העיבוד העיקרי הוא עיבוד מקדים. הטיפול המשני הנפוץ ביותר הוא טיפול ביולוגי, שיכול להסיר במידה רבה חומרים אורגניים קולואידים ומומסים בשפכים, כך שהשפכים עומדים בתקני ההזרמה. עם זאת, לאחר טיפול משני, עדיין יש כמות מסוימת של חומר מרחף, חומר אורגני מומס, חומר אנאורגני מומס, חנקן וזרחן וחומרי תזונה אחרים להתרבות אצות, ומכילים וירוסים וחיידקים.
לכן, זה לא יכול לעמוד בדרישות של תקני פריקה גבוהים יותר, כגון טיפול בזרימה קטנה, יכולת דילול ירודה של הנהר עלולה לגרום לזיהום, לא יכול לשמש ישירות כמי ברז, מים תעשייתיים ומקור הטעינה של מי תהום. טיפול שלישוני נועד להרחיק עוד יותר מזהמים שלא ניתן להסירם בטיפול משני, כגון זרחן, חנקן ומזהמים אורגניים, מזהמים לא אורגניים ומחוללי מחלות שקשה לפירוק בביולוגיה. הטיפול השלישוני בשפכים הוא שיטת "טיפול מתקדם" המאמצת שיטה כימית (חמצון כימי, משקעים כימיים וכו') ושיטה פיזיקלית וכימית (ספיחה, חילופי יונים, טכנולוגיית הפרדת ממברנות וכו') כדי להסיר כמה מזהמים ספציפיים על בסיס טיפול משני. ברור שטיפול שלישוני בשפכים הוא יקר, אבל הוא יכול לעשות שימוש מלא במשאבי המים.
שפכים ושפכים תעשייתיים המוזרמים לטיהור שפכים ניתנים לטיפול ללא מזיק באמצעות טכנולוגיות הפרדה והמרה שונות.
![13shf](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0ed80023099292.jpg)
עקרונות בסיסיים
החומרים המתכלים הנפוצים ביותר במכוני טיהור שפכים
בתהליך של טיפול בשפכים, עלינו להשתמש בחומרים הבאים:
(1) חומר מחמצן: כלור נוזלי או דו תחמוצת כלור או מי חמצן,
(2) סוכן מסיר קצף: הכמות קטנה מאוד;
(3) חומר צפצופים: פוליאלומיניום כלוריד או פוליאקרילאמיד אניוני וקטיוני, הידוע גם כפאם אניוני או פאם קטיוני,
(4) סוכן צמצום: הידרט סולפט ברזל וכן הלאה;
(5) נטרול חומצה-בסיס: חומצה גופרתית, סיד חצוי, סודה קאוסטית וכו'
(6) חומרים כימיים להסרת זרחן וחומרים אחרים.
![143n7](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0f028b25a22320.jpg)
שיטות ניקוי וטכניקות נפוצות
שיטה פיזית: הסר מוצקים מרחפים ושמן בלתי מסיסים בשפכים על ידי פעולה פיזית או מכנית; סינון, משקעים, הפרדה צנטריפוגלית, ציפה וכו'.
שיטה כימית: הוספת חומרים כימיים, באמצעות תגובות כימיות, משנה את התכונות הכימיות או הפיזיקליות של המזהמים בשפכים, כך שהם משתנה במצב כימי או פיזי, ולאחר מכן יוסרו מהמים; ניטרול, חמצון, הפחתה, פירוק, צפצופים, משקעים כימיים וכו'.
שיטה כימית פיזיקלית: שימוש בפעולה פיזיקלית וכימית מקיפה לטיהור שפכים; הפשטה, הפשטה, ספיחה, מיצוי, חילופי יונים, אלקטרוליזה, אלקטרודיאליזה, דיאליזה הפוכה וכו'
שיטה ביולוגית: שימוש במטבוליזם מיקרוביאלי, חמצון ופירוק של מזהמים אורגניים בשפכים לחומרים בלתי מזיקים, הידועה גם כשיטת טיפול ביוכימי, היא השיטה החשובה ביותר לטיפול בשפכים אורגניים; בוצה פעילה, פילטר ביולוגי, שולחן סיבובי חי, בריכת חמצון, עיכול אנאירובי וכו'.
![15vo8](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0f36ba15377522.jpg)
ביניהם, שיטת הטיפול הביולוגי בשפכים מבוססת על השיטה לפיה מיקרואורגניזמים הופכים חומר אורגני מורכב לחומר פשוט וחומר רעיל לחומר לא רעיל באמצעות פעולת אנזימים. על פי דרישות החמצן השונות של המיקרואורגניזמים הממלאים תפקיד בתהליך הטיפול, ניתן לחלק את הטיפול הביולוגי לשני סוגים: טיפול ביולוגי טוב בגז (חמצן) וטיפול ביולוגי אנאירובי (חמצן). טיפול ביולוגי גז טוב הוא בנוכחות חמצן, על ידי התפקיד של נימי גז טוב לבצע. באמצעות פעילויות החיים שלהם - חמצון, הפחתה, סינתזה ותהליכים אחרים, חיידקים מחמצנים חלק מהחומר האורגני הנספג לחומר אנאורגני פשוט (CO2, H2O, NO3-, PO43- וכו') כדי להשיג את האנרגיה הנדרשת לצמיחה ו פעילות, ולהמיר את החלק השני של החומר האורגני לחומרי הזנה הנדרשים על ידי אורגניזמים כדי ליצור צמיחה ורבייה משלהם. טיפול ביולוגי אנאירובי מתבצע בהיעדר חמצן על ידי פעולתם של מיקרואורגניזמים אנאירוביים. כאשר חיידקים אנאירוביים מפרקים חומר אורגני, הם צריכים לקבל חמצן מ-CO2, NO3-, PO43- וכן הלאה כדי לשמור על דרישת החומר שלהם לחמצן, ולכן תוצרי הפירוק שלהם הם CH4, H2S, NH3 וכן הלאה. כדי לטפל בשפכים בתהליך ביולוגי, יש לנתח תחילה את הפירוק הביולוגי של מזהמים בשפכים. ישנם בעיקר שלושה היבטים: מתכלות ביולוגית, תנאי טיפול ביולוגי והגבלת הריכוז המותר של מזהמים בעלי השפעה מעכבת על פעילות החיידקים בשפכים. התכלות ביולוגית מתייחסת למידה שבה, באמצעות פעילויות החיים של אורגניזמים, ניתן לשנות את המבנה הכימי של המזהמים, ובכך לשנות את התכונות הכימיות והפיזיקליות של המזהמים. עבור גז טוב טיפול ביולוגי מתייחס לאפשרות של המרת מזהמים ל-CO2, H2O וחומרים ביולוגיים על ידי מיקרואורגניזמים באמצעות מטבוליטים ביניים ושיעור ההמרה של מזהמים כאלה בתנאי גז טובים. מיקרואורגניזמים יכולים לפרק ביעילות מזהמים אורגניים רק בתנאים מסוימים (תנאים תזונתיים, תנאי סביבה וכו'). בחירה נכונה של תנאים תזונתיים וסביבתיים יכולה לגרום לפירוק הביולוגי להתקדם בצורה חלקה. באמצעות חקר העיבוד הביולוגי, ניתן לקבוע את טווח התנאים הללו, כגון pH, טמפרטורה ויחס בין פחמן, חנקן וזרחן.
במחקר של מיחזור משאבי מים, אנשים מקדישים תשומת לב רבה להסרה של מזהמי חלקיקים ננו-מיקרוניים שונים. מזהמי חלקיקים ננו-מיקרוניים במים מתייחסים לחלקיקים עדינים בגודל של פחות מ-1um. הרכבם מורכב ביותר, כגון מינרלים שונים של חרסית עדינה, חומרים אורגניים סינתטיים, חומוס, שמן ואצות ועוד. כנשא בעל כוח ספיחה חזק, מינרלים חרסתיים עדינים סופחים לרוב יוני מתכות כבדות רעילות, מזהמים אורגניים, חיידקים פתוגניים ו מזהמים אחרים על פני השטח. חומרי חומוס ואצות במים טבעיים יכולים ליצור חומרים מסרטנים פחמימניים עם כלור בתהליך של חיטוי כלור בטיפול לטיהור מים. לקיומם של מזהמי חלקיקים ננו-מיקרוניים אלו יש לא רק השפעה ישירה או פוטנציאלית מזיקה על בריאות האדם, אלא גם מדרדר מאוד את תנאי איכות המים ומגביר את הקושי בטיפול במים, כמו בתהליך הטיפול הקונבנציונלי של שפכים עירוניים. כתוצאה מכך, הצפם של מיכל השקיעה צף כלפי מעלה ומיכל הסינון קל לחדירו, מה שגורם לירידה באיכות הקולחים ולעלייה בעלויות התפעול. טכנולוגיית הטיפול הקונבנציונלית המסורתית אינה יכולה להסיר ביעילות את המזהמים הננו-מיקרוניים הללו במים, וחלק מטכנולוגיות הטיפול המתקדמות כגון קרום סינון אולטרה ואוסמוזה הפוכה קשות לשימוש נרחב בשל השקעה ועלות גבוהה. לכן, קיים צורך דחוף לחקור ולפתח טכנולוגיה חדשה, יעילה וחסכונית לטיפול במים.
![16pd6](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0f52d002f35086.jpg)
מעבד ציוד
מערכת טיהור שפכים ביתית דורשת מגוון ציוד, ציוד טיפול נפוץ להלן:
1. סורג: משמש להסרת חלקיקים גדולים במי שפכים, כגון נייר, בד וכו'.
2. מיכל שיקוע חול: משמש להסרת חול וחול וחלקיקים מוצקים אחרים בשפכים.
3. מיכל שיקוע: משמש לטיפול ראשוני, המוצקים המרחפים והמשקעים המרחפים במי שפכים מושקעים על ידי כוח הכבידה.
4. מיכל ציפה אוויר: משמש לטיפול ראשוני, החומר המרחף בשפכים צף מעלה באמצעות פעולת בועות, ולאחר מכן הוא מוסר על ידי מגרד.
5. פילטר: לטיפול ראשוני, דרך מדיום המסנן להסרת מוצקים מרחפים וחומרים אורגניים בשפכים
![17po3](https://ecdn6.globalso.com/upload/p/971/image_other/2024-04/662b0f946785597497.jpg)
6. מיכל תגובה של בוצה פעילה: משמש לטיפול ביניים, על ידי הוספת בוצה פעילה וחמצן, כדי שמיקרואורגניזמים יוכלו לפרק חומר אורגני בשפכים.
7. מעכל אנאירובי: משמש לטיפול ביניים, באמצעות פעולת מיקרואורגניזמים בתנאים אנאירוביים, החומר האורגני בשפכים הופך לביוגז.
8. כור ביופילם: משמש לטיפול ביניים, החומר האורגני בשפכים מתכלה באמצעות פעולת הביופילם.
9. פילטר עמוק: משמש לטיפול מתקדם להסרת עקבות חומרים אורגניים ממי שפכים דרך אמצעי סינון 10. סופח פחם פעיל: משמש לטיפול מתקדם להסרת חומרים אורגניים מהשפכים על ידי ספיחת פחם פעיל.
11. כור חמצון אוזון: לטיפול מתקדם, באמצעות חמצון אוזון להסרת חומרים אורגניים בשפכים.
תיאור2