הנדסת מים

22 מגזין המים הישראלי הנדסת מים מחקר באוניברסיטת בן גוריון בוחן את השימוש בביופילטרים למזעור נזקי שטפונות ושיקום מי תהום מזוהמים. המטרה היא להתאים שיטות מקובלות לשימוש בביופליטרים במקומות כמו אוסטרליה לתנאים בישראל. תוצאות בטכניון, IWS ראשוניות שיוצגו בכנס מצביעות על רמת סילוק גבוהה של מזהמים במתקני הניסוי מבוא בישראל מוקדשים מאמצים רבים לפיתוח מקורות מים חלופיים עקב מצוקת המים הנובעת מתקופות הבצורת הארוכות, ושאיבת היתר מן האקוויפרים והכנרת. בשנים האחרונות הוקמו מספר מתקני התפלה, וכן יושמו מתקני טיפול והשבת שפכים בהיקף נרחב ברמה העולמית. אולם עד כה לא ניתנה תשומת לב לניהול מי-שיטפונות במגזר העירוני. אמנם כמות ופרוס הגשמים לאורך השנה בישראל אינם גבוהים, אולם מדי שנה נגרמים נזקים ושיבושים רבים עקב הצפות, ואובדות כמויות מים משמעותיות שאותן ניתן לנצל בשינוי גישת הניהול. בהקשר זה הוצעה הגישה של “תכנון ערים רגישות מים“ המשלבת טכנולוגיות שונות במסגרת התכנון והניהול עירוני, על מנת לנצל מקורות מים שוליים בעיר, למזער נזקי שיטפונות, לייפות את הסביבה העירונית, ולשפר את איכות החיים. גישה זו פותחה וקודמה באוסטרליה ובמסגרתה נחקרו ויושמו ביופילטרים לטיפול במי-שיטפונות שבהם מזהמים רבים, כולל מוצקים מרחפים, מיקרואורגניזמים, חומר אורגני, תרכובות חנקן וזרחן, ומתכות כבדות. ביישום גישה זו בארץ, ניתן להיעזר בניסיון העולמי, בעיקר בטיפול במי-שיטפונות בעונתהחורף. אולם יש להתאים אתהתכנון לתנאי הזרימה ולאיכותהאופיינית של מי-שיטפונות בישראל. מחקר באוניברסיטת בן-גוריון התמקד בפיתוח ביופילטר היברידי לטיפול במי-שיטפונות בעונת החורף ולשיקום מי-תהום מזוהמים בניטרטים בתקופת הקיץ. זו גישה ייחודית לישראל מכיוון שהאקלים בארץ מאופיין בתקופת יובש ארוכה. לכן, אי אפשר ליישם בפשטות את הגישה שפותחה במדינות אחרות אשר בהן פריסת המשקעים היא על פני כל השנה. זאת אומרת שמבנה הביופילטר ואופן תפעולו שונים בשתי תקופות אלו, ומחייבים מחקר ופיתוח יסודי. מאמר זה מציג תוצאות חלקיות הנוגעות בעיקר למאזני חנקן וזרחן בשני שלבי הטיפול. הפעלת ביופילטרים לשיקום מים מזוהמי ניטרט (תצורת קיץ) לצורך שלב זה תוכננו ונבנו מספר עמודות ביופילטרים על פי ההמלצות ס“מ. 23.5 ס“מ וקוטרו 120 , גובהו PVC האוסטרליות. כל ביופילטר עשוי מ“מ) על מנת לתתתמיכה מכאנית 5( בסיסי העמודותמולאו בסומסום בזלת למצע הביופילטר. מעליו מולאו העמודות בחול קוורץ מדורג בשלוש שכבות: מ“מ), ושיכבה עליונה 0.8-1.5( מ“מ), תווך ביניים 2.5-3.5( תווך גדול למטה מ“מ). לכל עמודה צינור יציאת מים חיצוני מתחתית העמודה 0.6-0.8( העולה כלפי מעלה. הוא מאפשר שליטה בדרגות רוויה שונות של המצע (ליצירת אזור אנוקסי לתהליך הדניטריפיקציה). בראש העמודה מחובר חלק 175 ס“מ לתמיכה בצמחיה (סה“כ גובה המבנה 54 מפרספקס שקוף בגובה ס“מ שימש 30 ס“מ). החלק העליון של שיכבת החול הקטן ביותר, בגובה כ“שיכבה העובדת“ לקיום דניטריפיקציה. עד לראשו נשמרה רוויה ועורבבו בו שני מקורות פחמן: כותנה ושבבי עץ. מעליו נשמר אזור לא רווי של חול קוורצי בלבד בכדי לצרוך את החמצן המומס במים לפני הכניסה לאזור הרווי. ההזנה התבצעה בטפטוף מלמעלה תוך שימוש בתמיסה סינתטית בה ריכוז מ“מ לשעה. 36 מג“ל, בעומס הידראולי 100 הניטרט הפעלת ביופילטרים לטיפול במי-שיטפונות (תצורת חורף) בנוסף לביופילטרים ששימשו לדניטריפיקציה, הוקמו ביופילטרים נוספים במטרה לדמות את השלב של טיפול במי-שיטפונות. מבנה העמודות וסוג מצעי החול דומה לתכנון של עמודות הדניטריפיקציה. אולם נעשה שימוש גם ס“מ בלבד המתאימים ליישום ישראלי המוגבל 70 בביופילטרים קצרים בגובה על ידי תשתיות רדודות. כמו כן, יושם אזור רווי קטן יותר בכדי לקיים אזור אירובי גדול יותר לתהליכים של פרוק חומר אורגני וניטריפיקציה. הופעלו שבע . מודל אוסטרלי 1 : ) על פי הפרוט הבא 1 עמודות ביופילטרים במקביל (איור . מודל אוסטרלי ללא צמחיה ועם 2 , (עמודה ארוכה) ללא צמחיה וחיידקים . מודל ישראלי (עמודה קצרה) עם 3 , חיידקים ממט“ש לצורך אקלימציה . מודל ישראלי עם צמח 5 , . מודל ישראלי עם צמח טולבגיה 4 , צמח אגפנטוס . מודל ישראלי ללא צמחיה 7 , . מודל ישראלי נוסף עם צמח ווטיבר 6 , ווטיבר (ביקורת). השקיית העמודות נעשתה באופן הדרגתי ומתגבר. תחילה לצורך ליטר 2 : אקלימציה, ליטר אחד מדי יום. לאחר מכן הועלה העומס בהדרגה ליטר פעם 15- ליטר פעם בשבוע, ו 10 , ליטר פעם בשבוע 5 , פעמיים בשבוע ליטר 15( בשבוע. כל תקופת עומס נמשכה כחודשיים. עבור השלב האחרון ס“מ, מתקבל עומס 23.5 פעם בשבוע) בהתחשב בביופילטר בעל קוטר ליטר למ“ר. 350- הידראולי של כ פיתוח ביופילטר היברידי לטיפול במי-שיטפונות ולשיקום מי-תהום מזוהמים בחנקות 2 ירון זינגר ,1 סמיון שנדלוב ,1 אשרת קורן ,1 אור גרדוס ,1 הודיה כהן ,2,1 אשר ברנר . היחידה להנדסה סביבתית, הפקולטה למדעי ההנדסה, אוניברסיטת בן-גוריון בנגב; 1 . המרכז לערים רגישות מים בישראל. 2