טיהור שפכים

טיהור שפכים הוא תהליך שבו מסירים מזהמים, כימיקלים וחיידקים ממי הביוב. התהליך משלב שלבים פיזיקליים, כימיים וביולוגיים כדי לקבל מי קולחין, מים מטוהרים שניתן להשתמש בהם שוב, למשל בחקלאות או לשחרור לנחלים.

במתקנים אינטנסיביים הטיפול מחולק לשלושה שלבים עיקריים: ראשוני, שניוני ושלישוני. איכות מי הקולחין תלויה במספר השלבים. בתקנים מודרניים מדברים גם על טיפול רביעוני שמסיר מיקרו‑מזהמים (חומרים זעירים שנשארים אחרי הטיפול), כגון שאריות של תרופות, אנטיביוטיקה והורמונים.

השיטה הנפוצה במכונים אינטנסיביים היא הבוצה המשופעלת (activated sludge). שם מוזרם אוויר בכמויות גדולות לאגני אוורור; חיידקים אירוביים (שזקוקים לחמצן) מפרקים חומרים אורגניים והופכים אותם לביומסה או לגז.

אחרי שאווררו את המים מועברים הם לאגני שיקוע, שם שוקעים המוצקים (בוצה). חלק מהבועה מוחזר חזרה לאגנים כדי לשמור על אוכלוסיית החיידקים, וחלק עודף מוצא לטיפול.

יתרונות: שטח קטן יחסית ואיכות קולחין טובה. חסרונות: רגישות לזיהומים רעילים, להשפעות טמפרטורה ולשינויים בהרכב השפכים. התהליך יקר ודורש בקרה וצוות מקצועי.

שיטות אקסטנסיביות מבוססות על בריכות ייצוב עמוקות ואגני אוור/אירובי רדודים. באגנים אלה מתפתחות אצות שמייצרות חמצן בפוטוסינתזה (תהליך שבו צמחים מייצרים חמצן מאור השמש). החמצן עוזר למיקרואורגניזמים לפרק את המזהמים.

יתרונות השיטה: פחות בוצה, הפעלה פשוטה ועלות נמוכה יחסית. השיטה פחות רגישה לשינויים בכמות ובאיכות השפכים ויעילה בפירוק מזהמים אורגניים יציבים. חסרונה המרכזי הוא איכות קולחין נמוכה יותר בהשוואה לשיטות אינטנסיביות.

בישראל הראו מחקרים שניתן לשפר את האיכות במערכות אקסטנסיביות על ידי שימוש במאגרים מקבילים: שפכים מוזרמים לסירוגין בין מאגר אחד לשני, מה שמאפשר שהייה ארוכה של המים במאגר אחד לפני השימוש בהשקיה. ההשקיה נעשית רק במים שהיו במאגר לפחות שלושה חודשים.

בריכות חמצון הן בריכות מלאכותיות לטיפול בשפכים של יישובים קטנים. בהן מתרחשים תהליכים ביולוגיים שבהם אצות ויונקי מיקרואורגניזמים מספקים חמצן ומפרקים את המזהמים. התהליך רגיש למזג אוויר, לאור ולתנאי השכבות במים. בלילה רמת החמצן יכולה לרדת מאוד, מה שיוצר תנאים קשים לבעלי חיים במים.

בריכות חמצון מושכות יתושים מסוימים, בעיקר כי המים המזוהמים מעדיפים זחלי יתושים מסוימים. בטבע טורפים כמו דגים וחיפושיות מגבילים את היתושים, אך בבריכות מזוהמות טורפים אלה עלולים להיעדר.

שיטות מקובלות להדברה כוללות שימוש בקוטלי צמחייה וקוטלי חרקים כימיים ושימוש בחומרים שמנוניים ליד גדות. לחומרים אלה חסרונות: הם מפריעים לשיווי המשקל הביוכימי, מזהמים מערכות אקולוגיות ופוגעים בעופות ובדגים, והזחלים עלולים לפתח עמידות ולדרוש ריכוזים גבוהים יותר של רעלים.

מרבדי קנה (אגנים ירוקים) הם שיטה טבעית לטיהור שפכים שמחקה ביצות. מים מוזרמים לאגם מלאכותי שבו צומחים קנים וצמחי גדות; הצמחים והמיקרובים מסננים ומטהרים את המים. שיטה זו משמשת ברחבי העולם ובישראל, למשל בנאות סמדר ובקיבוץ להב. מתוכנן גם אגם בערד לטיהור כמויות גדולות של מים (כ־400 אלף קוב בשנה) ממפעל מגבות.

טיהור שפכים הוא ניקוי מי ביוב. המטרה היא להפוך אותם למים נקיים שניתן להשתמש בהם שוב. מים כאלה נקראים קולחין, מים שטוהרו.

במתקנים גדולים מזרימים אוויר למים. באוויר חיים חיידקים שמפרקים את הלכלוך. שיטה זו נקראת בוצה משופעלת, הבוצה היא התערובת של חיידקים וחומרים שנותרים. אחרי שאווררו את המים, שוקעים המוצקים והמים הטהורים יוצאים.

יש גם בריכות גדולות שבהן גדלות אצות וצמחים. האצות יוצרים חמצן מהשמש. החמצן עוזר לחיידקים לפרק את הלכלוך. שיטה כזו זולה ופשוטה יותר, אבל המים לא תמיד נקיים כמו בבתי מטהרים גדולים.

בריכות חמצון מטהרות שפכים של כפרים קטנים. ביום יש יותר חמצן כי השמש מזינה את האצות. בלילה החמצן יורד. זה מקשה על חלק מהיצורים במים.

בריכות כאלה יכולות למשוך יתושים. יתוש הוא חרק שמתחיל את חייו כזחל במים. במים המזוהמים גדלים הרבה זחלים, כי אין להם אויבים טבעיים.

כדי למנוע יתושים משתמשים לפעמים בכימיקלים להריסת צמחיה וכדי להרוג זחלים. זה רע כי הכימיקלים פוגעים גם ביצורים אחרים ושומרים עליהם לאורך זמן.

מרבדי קנה הם אגם מלאכותי שבו צומחים קנים וצמחים. הצמחים עוזרים לסנן את המים. השיטה טבעית ודומה לביצה. בישראל משתמשים בשיטה הזאת בנאות סמדר ובקיבוץ להב. מתוכנן אגם בערד לטהר הרבה מים ממפעל מגבות, כ־400 אלף קוב בשנה.