מתקן מכולה מודולרי

טיפול ביולוגי עם מצע קבוע ומרחף ושיקוע, בתוך מכולות סטנדרטיות.

• טיפול שניוני מהיר: זמן שהייה של פחות משעה (Ødegaard)
• הרחקת חנקן: זמן שהייה של כ-3–5 שעות (Ødegaard)
• התקנה: מכולות מוכנות על משטח

מתקן ביולוגי במכולות הוא מתקן טיהור שפכים שכל שלביו מותקנים בתוך מכולות סטנדרטיות. השלבים העיקריים: טיפול ראשוני, טיפול ביולוגי בביופילם על נשאים מרחפים (MBBR), שיקוע וחיטוי. המכולות מגיעות לאתר מוכנות ומונחות על משטח.

הפתרון חשוב כשצריך מתקן מהר, כשהאתר זמני, או כשחיבור לביוב מתוכנן רק בעוד כמה שנים. במקרים כאלה אפשר להעביר את המתקן לאתר אחר אחרי החיבור.

המדריך מיועד ליישובים ושכונות שממתינים לחיבור, למחנות עבודה ואתרי בנייה, לבסיסים ולמתכננים שבוחנים פתרון ביניים.

בעמוד: שרשרת הטיפול, מה זה MBBR, מתי מכולה מתאימה ומתי פחות, הנתונים לתכנון, חיטוי, הקמה, תפעול והעברה לאתר אחר.

מתקן מוכן, קומפקטי, שאפשר גם להעביר

החיידקים גדלים על נשאים קטנים שמרחפים במכל מאוורר. אחרי הטיפול הביולוגי המים עוברים שיקוע וחיטוי. הכול מותקן במכולות שמגיעות מוכנות לאתר.

• לפי Ødegaard (2006), MBBR נמצא בשימוש נרחב להרחקת חומר אורגני, לניטריפיקציה ולדניטריפיקציה.
• לפי Ødegaard, כטיפול שניוני מהיר זמן השהייה הכולל יכול להיות פחות משעה.
• לפי EPA, ביופילם צריך שלב שיקוע להפרדת הבוצה, וחיטוי לפני הזרמה.
• אפשר להעביר את המתקן לאתר אחר כשמגיע חיבור לביוב.

חלק ראשון — שרשרת הטיפול במכולות

כל שלב בשרשרת מותקן במכולה אחת או יותר. מספר המכולות נקבע לפי הספיקה ואיכות הקולחים הנדרשת.

1. קליטה וטיפול ראשוני — השפכים עוברים סינון גס ושיקוע ראשוני. השלב הזה מגן על השלבים הבאים מפני מוצקים, סמרטוטים ושומנים.
2. איזון ספיקות — מכל איזון קולט שיאים ומזין את הטיפול הביולוגי בקצב אחיד יותר.
3. טיפול ביולוגי MBBR — במכל מאוורר מרחפים נשאים מפלסטיק. החיידקים גדלים עליהם ומפרקים חומר אורגני ואמוניה. להרחקת חנקן מוסיפים מכל בלי אוורור.
4. שיקוע — הביופילם שמתקלף מהנשאים שוקע ונפרד מהמים. לפי EPA, במערכות ביופילם צריך שלב שיקוע כדי להפריד את הביומסה מהקולחים.
5. סינון וחיטוי — לפי השימוש בקולחים מוסיפים סינון וחיטוי, למשל UV.
6. טיפול בבוצה — הבוצה נאספת ומפונה לפי לוח זמנים, או חוזרת למכל הראשוני.

חלק שני — מה זה MBBR

MBBR הוא ראשי תיבות של Moving Bed Biofilm Reactor: מגיב ביופילם עם מצע נע. הנשאים מרחפים בכל נפח המכל, והאוורור או הערבול מזיזים אותם. החיידקים גדלים בשכבה דקה על הנשאים ולא נשטפים החוצה עם המים.

לפי תקציר הסקירה של Ødegaard (2006), תהליכי MBBR נמצאים בשימוש נרחב להרחקת BOD/COD, לניטריפיקציה ולדניטריפיקציה, בשפכים עירוניים ותעשייתיים. לפי התקציר, MBBR יכול לשמש כטיפול שניוני קומפקטי מאוד, עם זמן שהייה כולל של פחות משעה. בהרחקת חנקן, זמני השהייה הכוללים שמדווחים הם כ-3–5 שעות. כשצריך גם הרחקת זרחן, משלבים שיקוע כימי.

למה זה מתאים למכולה

זמן שהייה קצר פירושו נפח קטן. נפח קטן נכנס למכולה. זו הסיבה העיקרית ש-MBBR נפוץ במתקנים קומפקטיים.

מה לא מופיע בתקציר

התקציר לא מפרט סוגי נשאים, אחוזי מילוי או שטח פנים. את הנתונים האלה קובעים בתכנון לפי ספק הנשאים והעומס בפועל.

חלק שלישי — למה במכולות

חלק רביעי — מתי זה מתאים ומתי פחות

לפי EPA, מערכות ביופילם פחות רגישות לעומסי הלם ולשינויים בשפכים הנכנסים, בהשוואה למערכות בוצה מרחפת.

חלק חמישי — הנתונים שקובעים את התכנון

• ספיקה ממוצעת, ספיקת שיא, ואיך הספיקה משתנה במהלך היום והשנה.
• איכות השפכים: BOD, TSS, חנקן ושומנים. אם אין דיגום, מעריכים לפי סוג השימוש.
• איכות הקולחים הנדרשת, לפי השימוש המיועד.
• טמפרטורת השפכים, חשמל זמין ושטח.
• משך הזמן הצפוי באתר, ואם המתקן יעבור לאתר אחר.

לפי EPA, ספיקות באתרים שאינם מגורים משתנות מאוד לפי שעות הפעילות ותנועת הלקוחות. אם אין מדידה, אפשר להעריך ספיקה מרישומי צריכת מים, אחרי שמורידים את השימוש בחוץ, כמו השקיה.

Q = N × q

חלק שישי — חיטוי ואיכות הקולחים

לפי תקנות בריאות העם משנת 2010, המפעיל צריך לעמוד בתקני איכות לפי השימוש המיועד בקולחים, ולהשתמש בטכניקות הטיפול המיטביות, כולל סינון וחיטוי. לפי דו״ח משרד הבריאות משנת 2017, בתקנות המוצעות נקבעה רמת תקן של 10 קולי צואתי ל-100 מ״ל בממוצע חודשי, ולא יותר מ-50.

לפי EPA, מערכות ביופילם קטנות מפחיתות קוליפורם צואתי ב-1–2 סדרי גודל בלבד. לכן שלב החיטוי הוא חלק מהתכנון, לא תוספת.

סינון לפני UV

לפי EPA, אי אפשר לחטא ביעילות ב-UV קולחים של בור שיקוע. קולחים של טיפול ביולוגי, ועוד יותר קולחים מסוננים, מתאימים לחיטוי UV.

חלק שביעי — הקמה באתר

1. הכנת האתר — משטח, ניקוז, חיבור חשמל, וצנרת כניסה ויציאה.
2. הובלה והצבה — המכולות מגיעות מוכנות ומוצבות במנוף.
3. חיבורים — חיבור צנרת בין המכולות, חשמל ובקרה.
4. בדיקות במים נקיים — בדיקת משאבות, מפוחים, מפלסים והתראות.
5. הפעלה והתבססות הביופילם — החיידקים צריכים זמן להתיישב על הנשאים. לפי EPA, ביחידות ביופילם קטנות זה אורך 6–12 שבועות. בתקופה הזאת עוקבים בדיגום.

הנתון של EPA הוא כיוון

גיליון EPA עוסק ביחידות ביופילם קטנות באופן כללי, ולא ב-MBBR במכולות. זמן ההתבססות בפועל תלוי בטמפרטורה, בעומס ובתכנון.

חלק שמיני — תפעול ותחזוקה

מתקן במכולות לא צריך מפעיל קבוע, אבל צריך ביקורים מתוכננים, ניטור ודיגום.

• לפי EPA, ביחידות ביופילם קטנות מקובלות 3–4 בדיקות בשנה, ופינוי בוצה מהשיקוע לפי שעון שמכוונים מעת לעת.
• לפי EPA, ייצור הבוצה במערכות ביופילם הוא כ-0.6–1.0 ק״ג מוצקים לכל ק״ג BOD שהורחק, בנוסף לבוצה של המכל הראשוני.
• לפי EPA, הפסקת חשמל ממושכת גורמת לריחות. לכן מתכננים התראה ונפח חירום.
• לפי התקנות, דיגומים נעשים במעבדות מוסמכות, והמפעיל מגיש דוחות חודשיים ושנתיים.

ניטור מרחוק

בקרה עם התראות מרחוק מקצרת את זמן התגובה לתקלה. זה חשוב במיוחד באתר מבודד.

חלק תשיעי — פתרון ביניים והעברה לאתר אחר

היתרון הגדול של מכולה הוא שהיא לא קבועה. כשהיישוב מתחבר לביוב, אפשר לפרק את המתקן ולהעביר אותו לאתר אחר.

1. לתכנן מראש — חיבורים שקל לפרק, ומשטח שאפשר להשאיר או לפנות.
2. לרוקן ולנקות — ריקון המכלים ופינוי הבוצה לפני ההובלה.
3. לשמור את הנשאים — הנשאים עוברים עם המתקן. הביופילם יתבסס מחדש באתר החדש.
4. היתר באתר החדש — אתר חדש פירושו היתר חדש, לפי השימוש בקולחים שם.

חלק עשירי — סיכום מקצועי

מתקן MBBR במכולות הוא פתרון קומפקטי, מוכן מראש, שאפשר להעביר. לפי Ødegaard (2006), MBBR נמצא בשימוש נרחב להרחקת חומר אורגני וחנקן, עם זמני שהייה קצרים. לפי EPA, ביופילם צריך שלב שיקוע, ושלב חיטוי לפני הזרמה או שימוש חוזר.

• מתאים במיוחד לפתרון ביניים, לאתרים זמניים ולשכונות שממתינות לחיבור.
• באתר עונתי עם הפסקות ארוכות צריך תכנון זהיר בגלל זמן ההתבססות של הביופילם.
• צריך חשמל רציף, ביקורי תחזוקה, ודיגום במעבדה מוסמכת.

חלק אחד עשר — שאלות נפוצות

מתי מתקן במכולות מתאים יותר ממתקן קבוע?

כשצריך פתרון מהר, כשהאתר זמני, או כשמתוכנן חיבור לביוב בעוד כמה שנים והמתקן יעבור לאתר אחר.

האם הקולחים יעמדו בתקנות בישראל?

תקני האיכות נקבעים לפי השימוש המיועד בקולחים, לפי תקנות בריאות העם משנת 2010. רמת הטיפול ושלב החיטוי נקבעים בתכנון, ובכפוף לאישור הגורמים המוסמכים.

המתקן מרחיק גם חנקן?

כן, אם מתכננים לזה. לפי Ødegaard, MBBR משמש לניטריפיקציה ולדניטריפיקציה. מוסיפים שלב בלי אוורור, וזמני השהייה ארוכים יותר.

כמה זמן לוקח עד שהמתקן עובד במלואו?

לפי EPA, ביחידות ביופילם קטנות ההתבססות אורכת 6–12 שבועות. זה כיוון בלבד, והזמן בפועל תלוי בטמפרטורה ובעומס.

זה רועש או מסריח?

המתקן סגור, ולכן החשיפה קטנה. מתכננים אוורור למכולות ובידוד למפוחים. לפי EPA, ריחות מופיעים בעיקר בהפסקת חשמל ממושכת.

האם מתקן במכולות הוא הפתרון הנכון לאתר שלכם?

שליחת נתוני האתר לבדיקה ראשונית

ספרו לנו על האתר, כמה זמן צריך את המתקן, ומה ייעשה בקולחים. המהנדסים שלנו יבדקו את הנתונים ויחזרו עם כיוון פתרון ושלב הבא.

בדיקה ראשונית אינה מחליפה תכנון מפורט.

מקורות

• Ødegaard, H. (2006). Innovations in wastewater treatment: the moving bed biofilm process. Water Science & Technology 53(9), 17–33 — תקציר: שימושי MBBR וזמני שהייה אופייניים.
• EPA — גיליון טכנולוגיה TFS-02: תהליכי ביופילם על מצע קבוע (Fixed-Film Processes) — עמידות לעומסי הלם, שיקוע, זמן הפעלה, בוצה ותחזוקה ביחידות ביופילם קטנות.
• EPA — גיליון טכנולוגיה TFS-04: חיטוי קולחים (Effluent Disinfection Processes) — חיטוי ב-UV ובכלור: דרישות מוקדמות, תחזוקה וסיכונים.
• EPA — מדריך 2002, פרק 3: ספיקות ואיכות שפכים (Establishing Treatment System Performance Requirements) — ספיקה לאדם, ספיקות שיא, מקדמי ביטחון, הערכה ממוני מים, שפכי מסעדות.
• EPA — Onsite Wastewater Treatment Systems Manual (2002) — המדריך המלא של EPA משנת 2002, שהגיליונות TFS-02 ו-TFS-04 הם חלק ממנו.
• תקנות בריאות העם (תקני איכות מי קולחין וכללים לטיהור שפכים), התש״ע-2010 — רשומת התקנות במאגר UNEP: תקני איכות לפי שימוש, טכניקות מיטביות, היתרים, ניטור ודיווח.
• משרד הבריאות — דו״ח מסכם: טיפול בשפכים והשקיה בקולחין (מרץ 2017) — תפקיד התקנות משנת 2010, היתרי השקיה, נתוני השבה, ותקן הקולי הצואתי בתקנות המוצעות.

לכל הפתרונות