טיפול בשפכים הוא תהליך של סילוק מזהמים ממי שפכים, הנוצרים על ידי פעילויות אנושיות כמו שיטות בית, תעשייה וחקלאות. מטרת הטיפול בשפכים היא לייצר מים מטופלים בטוחים להזרמה לסביבה או לשימוש חוזר.
ישנם מספר שלבים המעורבים בטיפול בשפכים, אשר עשויים לכלול:
טיפול מקדים:
טיפול מקדים הוא השלב הראשון של טיפול בשפכים וכולל פינוי פיזי של מוצקים ופסולת גדולים מהשפכים. הדבר נעשה כדי להגן על תהליכי הטיפול במורד הזרם, למנוע סתימת צנרת וציוד ולשפר את האפקטיביות של שלבי הטיפול הבאים.
להלן השיטות הנפוצות בשימוש בטיפול מקדים:
סינון: שפכים זורמים דרך מסך עם פתחים בגדלים שונים כדי להסיר חפצים גדולים כגון מקלות, סמרטוטים, פלסטיק ופסולת אחרת. לאחר מכן, החומר שנאסף מושלך למזבלה.
הסרת חצץ: מי שפכים מועברים דרך תא חצץ כדי להסיר מוצקים אנאורגניים כמו חול, חצץ וחומרים כבדים אחרים. זה נעשה כדי למנוע בלאי של ציוד במורד הזרם.
השוואת זרימה: זהו תהליך שעוזר להחליק תנודות בקצב הזרימה של שפכים. זה כרוך בשימוש במיכל אגירה כדי להחזיק מי שפכים בזמנים של קצב זרימה גבוה ולשחרר אותם בזמנים של קצב זרימה נמוך.
הסרת שומן, שמן ושומן (FOG): הסרת ערפל באמצעות מלכודת שומן, שהיא מכשיר המפריד ואוסף ערפל מהשפכים. זה מונע מהערפל לסתום צינורות וציוד במורד הזרם.
לאחר טיפול מקדים, השפכים מוכנים לטיפול נוסף באמצעות תהליכי טיפול משני ושלישוני להסרת חומרים אורגניים מומסים ותלויים ומזהמים מזיקים לפני השחרור או שימוש חוזר.
טיפול ראשוני:
טיפול ראשוני הוא השלב השני של טיפול בשפכים וכולל הסרה פיזית וכימית של מוצקים ניתנים להתיישבות ותלויים מהשפכים. מטרת הטיפול הראשוני היא להסיר כמה שיותר מוצקים אורגניים ואי-אורגניים לפני שהשפכים עוברים טיפול משני או שלישוני. להלן השיטות הנפוצות בשימוש בטיפול ראשוני:
שיקוע: שפכים מוחזקים במיכל שיקוע או מטהר, המאפשר למוצקים הניתנים לשקיעה לשקוע בתחתית המיכל. המוצקים המשוקעים, הנקראים בוצה ראשונית, מוסרים לאחר מכן ונשלחים לתהליך טיפול בבוצה. הנוזל המובהק, הנקרא שפכים, נשלח להמשך טיפול.
קרישה וצנופות: בתהליך זה מוסיפים כימיקלים למי השפכים כדי לעזור לחלקיקים להקריש וליצור גושים גדולים יותר, הנקראים פקקים. לאחר מכן ניתן להסיר את השטשים בקלות רבה יותר על ידי שקיעה או סינון. הכימיקלים המשמשים בקרישה וצנופים כוללים אלומיניום סולפט (אלום) וכלוריד ברזל.
שוויון: שוויון הוא תהליך איזון הזרמת מי שפכים למתקן הטיהור. זה נעשה על ידי שימוש במיכל החזקה לאחסון זמני של שפכים לפני שהם נכנסים לתהליך הטיפול. זה עוזר להפחית את שיא הזרימות ועוזר לשמור על תנאים עקביים לתהליכי טיפול במורד הזרם.
התאמת pH: ייתכן שיהיה צורך בהתאמת pH אם ה-pH של מי השפכים גבוה מדי או נמוך מדי. הוספת חומצות או בסיסים יכולה לעזור להתאים את ה-pH לטווח האופטימלי לטיפול.
לאחר הטיפול הראשוני עוברים השפכים טיפול משני הכולל טיפול ביולוגי בחומרים אורגניים מומסים ותלויים או טיפול שלישוני הכולל תהליכי טיפול מתקדמים להסרת מזהמים ספציפיים.
טיפול משני:
טיפול משני הוא השלב השלישי בטיפול בשפכים וכולל סילוק ביולוגי של חומרים אורגניים מומסים ותלויים מהשפכים. מטרת הטיפול המשני היא המשך טיפול בשפכים שעברו טיפול ראשוני והכנתם להזרמה או שימוש חוזר. להלן השיטות הנפוצות בשימוש בטיפול משני:
תהליך בוצה פעילה: בתהליך זה מערבבים את השפכים עם תרבית של מיקרואורגניזמים, לרבות חיידקים ופטריות, הצורכים ומפרקים את החומר האורגני בשפכים. לאחר מכן התערובת, הנקראת בוצה פעילה, מופרדת מהמים המטופלים באמצעות מיכלי שיקוע. לאחר מכן ניתן לשלוח את המים המטופלים להמשך טיפול או לשחרר אותם.
מסנן טפטוף: בתהליך זה, מי השפכים מרוססים על מצע של סלעים או חומרי פלסטיק, שעליהם התפתח ביופילם של מיקרואורגניזמים. המיקרואורגניזמים צורכים את החומר האורגני בשפכים כשהם זולגים על פני המדיה. לאחר מכן נאספים המים המטופלים בתחתית המסנן ונשלחים להמשך טיפול.
מגע ביולוגי מסתובב: בתהליך זה, מי השפכים מרוססים על גבי דיסק או תוף מסתובבים, המכוסים בביופילם של מיקרואורגניזמים. כשהדיסק מסתובב, המיקרואורגניזמים צורכים את החומר האורגני בשפכים. לאחר מכן נאספים המים המטופלים ונשלחים להמשך טיפול.
כור אצווה רציף: בתהליך זה, מי השפכים מטופלים במנות, שם הם עוברים מספר שלבים של טיפול ביולוגי. כל שלב כרוך בקבוצה אחרת של מיקרואורגניזמים המפרקים את החומר האורגני בשפכים. לאחר מכן נאספים המים המטופלים ונשלחים להמשך טיפול.
לאחר טיפול משני, השפכים עוברים לרוב טיפול שלישוני, הכולל תהליכי טיפול מתקדמים להסרת מזהמים ספציפיים. הדבר נעשה על מנת להבטיח שהשפכים המטופלים עומדים בתקני האיכות הנדרשים להזרמה או שימוש חוזר.
טיפול שלישוני:
תהליך בוצה פעילה הוא תהליך טיפול ביולוגי נפוץ המשמש במפעלי טיהור שפכים להסרת חומרים אורגניים, חנקן וזרחן מהשפכים. זהו סוג של טיפול משני העוקב אחר תהליכי הטיפול הראשוניים, כגון הקרנה, הסרת גרגירים ושקיעה.
בתהליך הבוצה הפעילה מערבבים את מי השפכים עם תרבית מיקרוביאלית, המכונה "בוצה פעילה", במיכל אוורור. הבוצה הפעילה היא תערובת של מיקרואורגניזמים, כמו חיידקים, פרוטוזואה ופטריות, שצורכים את החומר האורגני בשפכים וממירים אותם לביומסה מיקרוביאלית, פחמן דו חמצני ומים.
מיכל האוורור מצויד בדרך כלל בהתקני אוורור מפוזרים או מאווררים מכניים כדי לספק חמצן למיקרואורגניזמים, לקדם את צמיחתם ופעילותם. תהליך האוורור אורך בדרך כלל מספר שעות ודורש רמה גבוהה של חמצן מומס כדי לתמוך במטבוליזם האירובי של המיקרואורגניזמים.
לאחר תהליך האוורור, מי השפכים מופנים למיכל בירור משני או למיכל שיקוע, שם הבוצה הפעילה וכל המוצקים המרחפים שנותרו מותרים לשקוע. לאחר מכן הבוצה המשוקעת מוחזרת למיכל האוורור להמשך תהליך הטיפול, בעוד שהמים הבהירים מופנים לתהליכי טיפול נוספים, כגון טיפול שלישוני או חיטוי, לפני השחרור או שימוש חוזר.
כדי לשמור על האפקטיביות של תהליך הבוצה המופעלת, יש לפקח ולבקר בקפידה את התרבות המיקרוביאלית. יש לשמור על גורמים כמו ריכוז החמצן המומס, זמינות חומרי הזנה, pH וטמפרטורה בטווח מסוים כדי לקדם את הצמיחה והפעילות של המיקרואורגניזמים ולהבטיח שפכים איכותיים. בנוסף, יש להסיר מדי פעם עודפי בוצה מהתהליך כדי למנוע הצטברות של מוצקים אינרטיים ולשמור על אוכלוסיית החיידקים הרצויה.
לאחר הטיפול, השפכים מוזרמים בדרך כלל לגוף מים קולט או בשימוש חוזר למטרות שאינן ראויות לשתייה כגון השקיה או תהליכים תעשייתיים.
טיפול בשפכים הוא תהליך חשוב להגנה על בריאות הציבור והסביבה. טיפול נכון מסייע במניעת התפשטות מחלות הנישאות במים, הפחתת הזיהום בנתיבי מים ושימור משאבי המים.