מתקן ביולוגי עם מצע טקסטיל קבוע

מסנן ביולוגי בזרימה חוזרת, מודולרי ומוטמן חלקית בקרקע.

• BOD ומוצקים בקולחים: פחות מ-10 מ״ג/ל׳ (מערכות ביתיות)
• הרחקת חנקן כולל: 40%–60%
• יחס סחרור: 3:1 עד 5:1

מסנן ביולוגי עם מצע טקסטיל בסחרור הוא מתקן לטיפול בשפכים שבו החיידקים גדלים על מצע קבוע. השפכים עוברים קודם טיפול ראשוני במכל שיקוע. אחר כך הם מפוזרים במנות קטנות על מצע טקסטיל, שוב ושוב, עד שרובם יוצאים כקולחים מטופלים. המוצר המוכר בתחום הוא AdvanTex של חברת Orenco האמריקאית.

הטכנולוגיה חשובה לאתרים שאין להם חיבור למט״ש אזורי. באתרים כאלה הספיקה משתנה, אין מפעיל קבוע, והמתקן צריך לעבוד גם כשאיש לא עומד לידו. לפי גיליון הטכנולוגיה של EPA, מסננים בסחרור עמידים מאוד לשינויים בספיקה, ולכן הם מתאימים למצבים האלה.

המדריך מיועד למועצות ויישובים קטנים, לאתרי נופש וחניונים, לבסיסים ולמבני ציבור. הוא מיועד גם למתכננים וליועצים שבוחנים פתרון מקומי.

בעמוד: איך המתקן עובד, פרמטרי תכנון, ביצועים, מגבלות, תחזוקה, פרויקטים של היצרן, ואיך אנחנו בודקים התאמה לאתר.

מצע טקסטיל, סחרור, ותחזוקה בביקורים מתוכננים

השפכים שוקעים במכל ראשוני, ואז משאבה מפזרת אותם במנות קטנות על מצע טקסטיל. החיידקים על המצע מפרקים את המזהמים בנוכחות אוויר. רוב התסנין חוזר למכל הסחרור, והשאר יוצא כקולחים לחיטוי ולשימוש.

• לפי EPA, ריכוזי BOD ו-TSS בקולחים נמוכים בדרך כלל מ-10 מ״ג/ל׳ בשפכים ביתיים.
• לפי EPA, הסחרור מאפשר הרחקה של 40%–60% מהחנקן הכולל.
• לפי Orenco, הותקנו יותר מ-55,000 יחידות AdvanTex.
• צריך חשמל רציף: לפי EPA, הפסקת חשמל עוצרת את הטיפול.
• לשימוש חוזר בקולחים בישראל צריך להוסיף שלב חיטוי.

חלק ראשון — איך המתקן עובד

המתקן בנוי משרשרת קצרה של מכלים ומסנן. כל שלב עושה עבודה אחת, והבקרה מתזמנת את כולם.

1. טיפול ראשוני — השפכים נכנסים למכל שיקוע. מוצקים שוקעים, שומנים צפים, והנוזל המצולל ממשיך הלאה.
2. מכל סחרור — הנוזל נכנס למכל סחרור ומתערבב שם עם תסנין שכבר עבר את המסנן. ביחידות AX-Max של Orenco, מכל הסחרור ומכל היציאה משולבים במודול אחד.
3. פיזור במנות על המצע — משאבה מפזרת את הנוזל על מצע הטקסטיל במנות קטנות לפי שעון. החיידקים על המצע מפרקים חומר אורגני ומחמצנים אמוניה בנוכחות אוויר.
4. חלוקת התסנין — התסנין מתנקז מתחתית המסנן. רובו חוזר למכל הסחרור, והשאר יוצא מהמערכת.
5. חיטוי ויציאה — לפי השימוש בקולחים מוסיפים חיטוי, למשל UV, ומעבירים להשקיה, להחדרה או לאגירה.

חלק שני — למה מצע טקסטיל

לפי EPA, מסננים בסחרור משתמשים במגוון סוגי מצע: חול, חצץ, זכוכית גרוסה, פלסטיק, חימר מוגז, קצף בעל תאים פתוחים ועוד. EPA מציין שגם חומרי טקסטיל סינתטיים בעלי סיבים גסים נמצאים בשימוש.

Orenco מתארת את המצע שלה כטקסטיל הנדסי קל ובעל כושר ספיגה גבוה. לפי החוברת של AX100, יש לו שטח פנים גדול, הרבה חללים, ויכולת גבוהה להחזיק מים. כך החיידקים מקבלים גם מים וגם אוויר.

הטבלה היא כיוון, לא נתון תכנוני

הערכים ממקורות שונים ולא בהכרח מוגדרים באותה דרך. ההמרה ליחידות מטריות שלנו. לפי EPA, עומס גבוה מאפשר מסנן קטן יותר.

חלק שלישי — הפרמטרים שקובעים את התכנון

כמה פרמטרים פשוטים קובעים איך המתקן יעבוד. אלה הערכים שמופיעים במקורות:

V = Q × (R + 1) ÷ n

חלק רביעי — מכל הסחרור ומצבי העבודה שלו

מכל הסחרור הוא הלב ההידראולי של המתקן. הוא מערבב, מאזן ספיקות, ומאפשר דניטריפיקציה.

V_rt = 1.5 × Q_peak

למה זה חשוב באתרי נופש

באתר שמתמלא בסוף שבוע ומתרוקן באמצע השבוע, מצב המכל המלא שומר על החיידקים גם כשכמעט אין שפכים חדשים. את מצב העבודה קובעים בתכנון לפי דפוס הספיקה באתר.

חלק חמישי — מה אומרים נתוני הביצועים

לפי EPA, במערכות שמטפלות בשפכים ביתיים, ריכוזי BOD ו-TSS בקולחים נמוכים בדרך כלל מ-10 מ״ג/ל׳. הניטריפיקציה כמעט מלאה, למעט בקור קיצוני. הדניטריפיקציה הטבעית במכל הסחרור מביאה להרחקה של 40%–60% מהחנקן הכולל.

Orenco מפרסמת סיכום של תוכניות בדיקה ושטח. אלה חלק מהתוצאות הממוצעות בקולחים:

לפי אותו סיכום, בבדיקת NSF/ANSI 40 נמדדה הפחתה של 97% ב-CBOD5 ו-99% ב-TSS.

חיידקים: בלי חיטוי זה לא מספיק לשימוש חוזר

לפי EPA, הרחקת הקוליפורם הצואתי במסנן בסחרור היא בדרך כלל 2–3 סדרי גודל (99%–99.9%). לפי סיכום הביצועים של Orenco, ריכוזי הקוליפורם הצואתי בתסנין בלי חיטוי היו בסדרי גודל של מאות עד עשרות אלפים ל-100 מ״ל. לכן, לשימוש חוזר בקולחים בישראל מתכננים שלב חיטוי.

לפי EPA, הרחקת הזרחן יורדת ל-20%–30% אחרי שכושר הספיחה של המצע נוצל. אם נדרשת הרחקת זרחן, מתכננים לה שלב נפרד.

חלק שישי — לאילו אתרים זה מתאים

לפי EPA, מסננים בסחרור משמשים בתים בודדים, אתרים מסחריים גדולים ויישובים קטנים. הם משמשים גם לטיפול מקדים לפני החדרה לקרקע כשהקרקע רדודה, ולפני הזרמה למים עיליים. לפי EPA, הם מחליפים לעיתים קרובות מתקני אוורור קומפקטיים בזכות אמינות גבוהה ותחזוקה נמוכה יותר.

Orenco מציינת כשימושים מתאימים שכונות ופיתוח בשולי יישובים, מלונות ואתרי נופש, בתי ספר, חניוני קרוואנים וקמפינג, ותחנות דרך. לפי Orenco, הגרסה הניידת AX-Mobile מיועדת למחנות עבודה, לסיוע באסונות ולהטיות זרימה זמניות.

מודולרי: מוסיפים יחידות לפי הצורך

לפי Orenco, היחידות מודולריות ואפשר להתקין אותן במערכים של כמה יחידות כדי לטפל בספיקות גבוהות יותר. כך אפשר להתחיל במערך קטן ולהרחיב כשהאתר גדל.

חלק שביעי — מגבלות וסיכונים

חלק שמיני — תפעול ותחזוקה

לפי EPA, התחזוקה העיקרית היא בדיקה וכיול של המשאבה והבקרה. אין צורך במפעיל קבוע באתר, אבל צריך ביקורים מתוכננים.

• לפי EPA: בכל ביקור בודקים בוצה במכל הסחרור, ושואבים לפי הצורך — בדרך כלל פעם עד שלוש פעמים בשנה.
• לפי EPA: מנקים את קווי הפיזור במברשת לפחות פעם בשנה, ובודקים את הלחץ בקצה רשת הפיזור.
• לפי Orenco: מסנן היציאה (Biotube) דורש ניקוי בדרך כלל פעם בשנה במערכות סחרור. ניקוי תכוף יותר מסמן בעיה.
• לפי Orenco: מומלץ חוזה שירות רציף לכל חיי המערכת, ותיעוד של כל ביקור.
• לפי Orenco: צריכת החשמל של AX100 נמוכה מ-2 קוט״ש ל-1,000 גלון, כלומר כ-0.5 קוט״ש למ״ק (לפי בדיקות פנימיות של היצרן).

בביקור אפשר לזהות תקלות מוקדם לפי כמה סימנים פשוטים, שמופיעים במדריך התפעול של Orenco:

חלק תשיעי — פרויקטים של היצרן

אלה פרויקטים של Orenco, לפי חוברת AX100, ולא פרויקטים של Upflow. הם מראים איך הטכנולוגיה עובדת בקנה מידה של יישוב.

Hebo, אורגון: יישוב עם שיא גבוה

לפי Orenco, שתים עשרה יחידות AX100 מטפלות בספיקה שנתית ממוצעת לתכנון של כ-64 מ״ק/יום. ספיקת השיא היומית לתכנון היא כ-303 מ״ק/יום.

לפי דיגומים של גורם שלישי בשנים 2003–2011, ממוצע ה-cBOD5 בקולחים היה 4.2 מ״ג/ל׳ וממוצע ה-TSS היה 3.3 מ״ג/ל׳.

מה לומדים מזה

• ספיקת השיא לתכנון גבוהה פי 4.7 בערך מהממוצע (חישוב שלנו לפי נתוני החוברת).
• מערך מודולרי של כמה יחידות מתמודד עם פער כזה.

Mobile, אלבמה: מתקנים מבוזרים בקנה מידה גדול

לפי Orenco, 141 יחידות AX100 ב-13 אתרים, בקיבולת של כמעט 1,900 מ״ק/יום. הן משרתות כמעט 4,000 לקוחות ב-47 שכונות.

לפי החוברת, הקולחים טובים מ-10 מ״ג/ל׳ BOD ו-TSS.

מה לומדים מזה

• אפשר לפזר כמה מתקנים קטנים במקום להוביל את כל השפכים למתקן אחד.
• מתאים ליישוב שמתפתח בשלבים.

חלק עשירי — איך אנחנו בודקים התאמה לאתר שלכם

המהנדסים שלנו בודקים כל אתר לפי אותו סדר, ומגיעים מהר לתשובה אם מסנן טקסטיל מתאים.

1. איסוף נתונים — מספר משתמשים בשגרה ובשיא, צריכת מים, סוג השפכים, ומה יש היום באתר.
2. הערכת ספיקות — ספיקה ממוצעת, ספיקת שיא וספיקה בתקופה השקטה. מזה נגזרים מספר היחידות ונפח מכל הסחרור.
3. בדיקת סוג השפכים — מטבח, מכבסה או תעשייה קלה דורשים טיפול מקדים, כמו מפריד שומן.
4. השימוש בקולחים — השקיה, החדרה או אגירה. השימוש קובע את רמת הטיפול ואת שלב החיטוי.
5. תשתיות, כיוון פתרון והיתרים — חשמל, גישה ושטח. אחר כך מערך מוצע ואומדן ראשוני, ותכנון מפורט לאישור הגורמים המוסמכים.

חלק אחד עשר — סיכום מקצועי

מסנן טקסטיל בסחרור משלב מצע קבוע שמחזיק את החיידקים, מכל סחרור שמאזן ספיקות, ופיזור במנות לפי שעון. לפי EPA, הוא עמיד לשינויים בספיקה, מגיע לקולחים עם BOD ו-TSS נמוכים מ-10 מ״ג/ל׳ בשפכים ביתיים, ומרחיק 40%–60% מהחנקן הכולל.

• מתאים לאתרים קטנים ובינוניים בלי חיבור לביוב, גם כשהספיקה משתנה.
• מודולרי: מוסיפים יחידות כשהאתר גדל.
• דורש חשמל רציף, טיפול מקדים לשפכי מטבח, ושלב חיטוי לשימוש חוזר.
• התחזוקה מבוססת על ביקורים מתוכננים, בלי מפעיל קבוע.

חלק שנים עשר — שאלות נפוצות

המתקן יעבוד גם כשהאתר כמעט ריק?

לפי EPA, מסננים בסחרור עמידים לשינויים בספיקה. בתקופות שקטות מכוונים את שעון הפיזור ואת יחס הסחרור. לפי Orenco, אם מחזור המשאבה ארוך בהרבה מ-30 דקות, צריך לבדוק את ההגדרות כדי שהמצע לא יתייבש.

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.

צריך מפעיל קבוע באתר?

לא. לפי EPA, התחזוקה העיקרית היא בדיקה וכיול של המשאבה והבקרה, ובדיקת בוצה במכל הסחרור בכל ביקור.

אפשר לחבר מטבח או מסעדה?

כן, עם טיפול מקדים. לפי EPA, BOD של שפכי מסעדות גבוה פי 3.5–6.5 משפכים ביתיים. לכן מתכננים מפריד שומן ומחשבים את המתקן לעומס האמיתי.

מה קורה בהפסקת חשמל?

לפי EPA, הפסקת חשמל עוצרת את הטיפול. לכן בודקים את אמינות החשמל באתר, ומתכננים נפח אגירה והתראות.

האם מסנן טקסטיל בסחרור מתאים לאתר שלכם?

שליחת נתוני האתר לבדיקה ראשונית

ספרו לנו על האתר: כמה משתמשים, מה יש היום, ומה ייעשה בקולחים. המהנדסים שלנו יבדקו את הנתונים ויחזרו עם כיוון פתרון ושלב הבא.

בדיקה ראשונית אינה מחליפה תכנון מפורט.

מקורות

• EPA — גיליון טכנולוגיה TFS-11: מסננים בסחרור (Recirculating Sand/Media Filters) — עותק קריא. סוגי מצע, סחרור ומינון, מכל סחרור, חנקן, ביצועים, תחזוקה וסיכונים.
• EPA — Onsite Wastewater Treatment Systems Manual (2002) — המדריך המלא של EPA משנת 2002, שגיליון TFS-11 הוא חלק ממנו.
• EPA — מדריך 2002, פרק 3: ספיקות ואיכות שפכים (Establishing Treatment System Performance Requirements) — ספיקה לאדם, ספיקות שיא, מקדמי ביטחון, הערכה ממוני מים, שפכי מסעדות.
• Orenco — AdvanTex Treatment Systems (דף המוצרים) — מספר יחידות, דגמים וקיבולת, מצע ושימושים.
• Orenco — AdvanTex AX-Max לאתרים מסחריים — קיבולת יחידה, מכלים משולבים ושימושים.
• Orenco — חוברת AdvanTex AX100: טיפול מבוזר לנכסים מסחריים וליישובים — עומס הידראולי, חשמל, רכיבים ופרויקטים של היצרן.
• Orenco — AdvanTex Performance Summary #1 (2012) — תוצאות CBOD5, TSS וקוליפורם צואתי מתוכניות בדיקה ושטח.
• Orenco — AdvanTex O&M Manual, Part 2 (2022) — סחרור, מחזורי משאבה, חמצן, בסיסיות, תחזוקה, דיגום, תקלות וספיקה נמוכה.
• 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.

לכל הפתרונות