טיפול בשפכים- מערכות דיפיוזרים צפים
מאת: מהנדס הכימיה של חברת מדן טכנולוגיות


דיפיוזרים לאוורור המים

תהליך הטיפול במי השפכים כולל בתוכו שלב טיפול במזהמים האורגנים המומסים במים.
פרוק חומרים אלה נעשה בצורה ביולוגית ע"י בקטריות הנמצאות במים, שלקיומן נדרשת אספקת חמצן.
השיטה המקובלת והרווחת לאספקת החמצן למים נעשית ע"י הכנסת אוויר בכמויות גדולות מהאטמוספירה, ונדרשת לכך
השקעת אנרגיה ומשאבים.
לאוורור השפכים, קיימות מספר טכניקות, כאשר לכל אחת מהן יש את הייתרונות והחסרונות שלה מבחינת יעילות המסת
החמצן במים, תפעול פשוט ונוח לאחזקה, אמינות המערכת לאורך זמן, ורגישותה למוצקים המגיעים לריאקטור.
מאווררי שטח לסוגיהם (קבועים או צפים במהירויות גבוהות או נמוכות) הפועלים על פני המים או מעט מתחת לפני המים,
משפרים את קצב המסת החמצן (שבאוויר)במים ע"י ערבול המים ובכך – הגדלת שטח המגע מים-אוויר.
טכניקה דומה, רק בעומק הריאקטור נעשית ע"י סחרור המיים במשאבות טבולות שתוך כדי פעולה זו יונקות אוויר אטמוספרי
ומחדירות אותו למים .

שיטה נוספת, היותר מקובלת היום במכונים הגדולים לטיפול בשפכים, מערכי פיזור אוויר דחוס מיחידות דחיסת אוויר.
שיטה זו יותר יעילה חשמלית. מערכות אלה מתבססות על קיבוע דיפיוזרים לפזור האוויר בתחתית הריאקטור על מנת לנצל את
כל עומד המים ולאפשר לגז (חמצן) להתמוסס במים תוך ניצול הלחץ ההידרוסטטי וזמן השהיה של האוויר במים.
בפיזור האוויר במערכות דיפיוזרים, כל ביצוע פעולת אחזקה מצריך את הפסקת פעילותו של הריאקטור וריקונו לצורך כך.
כלומר, בזמן תקלה או בעיה, על הפעילות הסדירה של תהליך הטיפול, נוסף עומס שעלול לבוא לידי ביטוי גם באיכויות קולחין
ירודות.
לצורך כך, ניתן להשתמש במקביל או במקום מערכת קבועה, במערכות פיזור אוויר צפות הבנויות מיחידות של דיפיוזרים
לבועות עדינות המורכבות על מצופים ללא צורך קיבועם לרצפה. עומק הדיפיוזריים ניתן לקבוע על פי התכנון והדרישה בהתאם
לעומק הריאקטור וכו'.

ביחידות אלה ניתן לשלוט ולשלוף, כל יחידה בנפרד, בכל רגע נתון ולבצע בהן פעולות אחזקה בזמן שיתר היחידות ממשיכות
לעבוד, מבלי לשתק את פעילות הריאקטור. יתרון תפעולי בדומה לפעולות האחזקה המתבצעות במאווררי השטח.
שימוש במערכות אלה טוב לא רק לצורך פעולת אחזקה אלא לצורך הוספת אוויר קבועה, אם נדרשת, במערך קיים על מנת
לשפר את איכות הטיפול. הדבר נכון למתקנים אינטנסיביים ומתקנים אקסטנסיביים שבהם העומק מאפשר. במתקנים
אקסטנסיביים, על פי רוב, אין תחתית שניתן לקבע את מערכות האוורור בצורה פשוטה.

שיטת עבודה:

מפוח לדחיסת אוויר הממוקם בסמוך לריאקטור, עם מערכת צינורות פלסטית גמישה להובלת האוויר ממנו אל היחידה. ניתן
כמובן לשים מספר יחידות על אותו מפוח.
יחידה צפה בנויה בצורה של מסגרת בצורת קוביה, שתחתיתה עשויה מתכת להוספת משקל.
לצלע העליונה מחוברים זוג מצופים. הדיפיוזרים מקובעים למסגרת המתכת שבתחתית.
יחידת דיפיוזרים אחת הנקראת גריל.
ניתן לקבוע את העומק הטבול של הדפיוזרים ע"י קביעת אורך המוטות האנכיים של הקוביה הצפה.
יחידה כזו בנויה בצורה מודולרית כך שניתן להוסיף עד ארבעה גרילים בכל יחידה צפה.
מספר הגרילים יקבע ע"פ צורכי התכנון וזה יתן את כמות האוויר שיוזרם ביחידה אחת צפה.

נתונים טכניים :

ספיקת אוויר ביחידת גריל כ 50 מק' שעה.
יחידה צפה אחת יכולה לספק אוויר של בכמות של 50 עד 100 מק' שעה לפי הצורך.
עובי הממברנה עבה ומעניק לממברנה אורך חיים ועמידות מכאנית רבה.
גודל הבועות עד 2 מ"מ.

חומרי מבנה:

מסגרת עשויה פרופילי פיברגלס עמידים לקורוזיה וקשיחים.
מצופים עשויים פוליאטילן.
מסגרת בתחתית להחזקת הדיפיוזרים הבנויה מצינור פלב"מ לא זוויות חדות למניעת פגיעה ביריעות איטום, ולהוספת משקל.
צנרת הולכת אוויר עשויה פוליאטילן.
מניפולד וברזי וויסות עשוים פלב"מ.
הצינור הדיפוזי עשוי %85 פוליאתילן והיתר גומי. דבר המעניק לו עמידות גבוהה בשמנים וממסים אורגנים.
להלן תיאור שדרוג מערכת החמצון שבוצעה ע"י מדן 0סחר( טכנולוגיות במט"ש שהתחיל לפני כשנתיים:
צריכת האנרגיה צומצמה לשליש מהצריכה קודם לשדרוג תוך שיפור דרמתי של תוצאות המט"ש.

תיאור כללי של המט"ש:

• מט"ש קיבוץ עין השלושה עונה להגדרה של יצרן שפכים קטן (עומסי: צח"ב <300 קג"י, צח"כ < 500 קג"י)
• במט"ש מתבצעת בפועל תכנית שדרוג וחל שיפור הדרגתי באיכות הקולחים שהוא מייצר; בתכנית לשפר האוורור ולאטום
מאגר הקולחים.
• מושקים ממנו גידולים שאינם נדרשים לאיכות 20/30 , כמוגדר עבור קולחים באיכות מוגבלת;
• איזור ההשקיה הסמוך למט"ש, אינו רגיש הידרולוגית ומרוחק דיו ממגע עם בני אדם.
נתוני אוכלוסייה ושפיעות שפכים:
האוכלוסייה בעין השלושה מונה כ- 400 נפש. ברפת קיימות כ- 300 חולבות.
טבלה יחד שנה עין השלושה
נתוני המט"ש:
מפה להתמצאות כללית של הקיבוץ עם מיקום המט"ש:

מפה של מטש עין השלושה
המתקן שודרג בשנת 2010, בשדרוג זה נוקו והועמקו ונאטמו 3 בריכות השיקוע ובריכת החמצון.
עד סוף 2013 הופעל בבריכת האגירה אספירטור 20 כ"ס לערבול וחמצון המים.
באוקטובר 2013 הוכנסה ע"י חברת מדן ( סחר) טכנולוגיות, מערכת אוויר מאולץ לבריכת החמצון והופסקה הפעלת
האספירטור.
מערכת אוורור מאולץ כוללת 4 יחידות חמצון 50 מק"ש כל אחת בעומק 3 מטר. האוויר ליחדות מוזן ממפוח שעל גדת הבריכה
בהספק חשמלי של 4 קוו"ט. בתוספת ליחידות החמצון לצורך מניעת שיקוע בוצה בבריכת החמצון הותקן מערבל צף בהספק
חשמלי 1.5 קוו"ט.

סיכום תיאור המתקן הקיים:

בקיבוץ עין השלשה קיים מתקן מקומי אקסטנסיבי לטיפול בשפכים הקולט את השפכים הסניטריים
מהמגורים וכן במקביל את השפכים של הרפת הקיימת. קיים קו ניקוז נפרד לשפכי הרפת.
הזרימה עד לבריכות השיקוע וממנה לבריכת החמצון בגרביטציה.
בשנת 2010 בוצע שלב ראשון של הדרוג בו נחפרו ונאטמו הבריכות ונעשו עבודות הצנרת לפי המתואר בהמשך.
במתקן קיימות 3 בריכות שיקוע אטומות: בריכה אחת מיועדת לשיקוע שפכי הרפת בלבד, והזרמתם בהמשך, במשולב עם
הזרם הסניטרי, לבריכת חמצון.

2 בריכות שיקוע לשפכים המשותפים לרפת ולשפכים הסניטרים. בריכה אחת לפעולה, והשנייה ליבוש וניקוי חליפות.
בריכת חמצון אטומה, בנפח תפעולי של כ- 10,000 מ"ק צורת מוארכת צרה ובעומק 3.5 מטר למניעת קצרים ההידראוליים.
בריכת איגום תפעולית לא אטומה בנפח עונתי של כ- 13,000 מ"ק לשיפור זמן שהיה הידראולי ונפח אפקטיבי. בבריכת איגום
זו קיים אספירטור (יחידת ערבול מים המכניסה אוויר אטמוספרי ביניקה ונטורית למדחף המערבל)20 כ"ס.
בין בריכת החמצון והמאגר שלצידה קיימת תחנת שאיבה (2 משאבות לספיקה 50 מק"ש בעומד 50 מטר)
תחנת שאיבה יונקת מבריכת האיגום וסונקת דרך קו צינורות לשטחים המושקים – שטחי תירס למספוא לרפת, וכן לגידולי
דגנים, חיטה וירק להאבסה.

בסוף שנת 2103 בוצע שלב שני בשדרוג, כצורך בשיפור תוצאות הקולחים במט"ש, והוכנסה מערכת אוורור מאולץ לבריכת
החמצון.
השלב השלישי בשדרוג מתוכנן לטיפול בבריכת האיגום הקיימת.
קיבוץ עין השלושה מבקש ולהמשיך להפעיל את המט"ש המקומי במתכונת הקיימת, לכמויות ועומסי השפכים כיום. כ- 90 מ"ק
ליום באיכות קולחים נמוכה 50-70 מ"ג צח"ב( צריכת חמצן ביולוגי)במוצא, להשקיה חקלאית מוגבלת.

צורת העבודה:

עד שנת 2013 הופעל האספירטור במשך 24 שעות ביממה.
משנעשה השדרוג והוכנסה מערכת האוורור לבריכת החמצון, משטר העבודה שונה כך שהמערכת בבריכת החמצון עובדת 24
שעות ביממה והאספירטור בבריכת החמצון לא עובד ומיועד למטרות חרום בלבד.
תוצאות דיגום של ערכים מרכזיים שנערכו לאורך השנים: 2013 ועד היום:
טבלה של מטש עין השלושה

גרף

דיון:

צריכת החשמל לאוורור פחתה מ15 קוו"ט שעה ל 5.5 קוו"ט שעה. (צריכת החשמל לשעה פחתה ביותר מ %60).
יחד עם החיסכון בחשמל, הושג שיפור משמעותי באיכות הקולחים שיוצאים מהמט"ש.
כל זאת הושג במערכת פשוטה וניידת ללא שינוי במערך הבריכות הקיים ותוך כדי המשך הפעלתו ללא צורך בהפסקת הפעילות
או ריקון אחת מהבריכות.
תיאור מערכת האוורור בבריכת החמצון:
תמונה של הקיבוץ והמט"ש

תצא עין השלושה

מאגר עין השלושה עם 4 דיפיוזרים

תיאור:

בבריכה צרה וארוכה.
עומק הבריכה כחצי מטר מתחת לצינורות הדיפוזיים.
נתוני מפוח: הספק חשמלי 4 קוו"ט ונקודת העבודה 200 מק"ש ב 4 מטר.
4 יחידות אוורור צפות שכל אחת מהן מספקת כ 50 מק"ש אוויר.
צינור חלוקת אוויר (מניפולד) לכל 4 היחידות נמצא על גדת בריכת החמצון.
המערכת מספקת כ 17 ק"ג חמצן לשעה.
בתחתית כל יחידה צפה נמצא גריל צינור דיפוזי תוצרת ארצות הברית מפרט טכני מצורף.

גריל דיפיוזר
תמונת מערכת לפני ואחרי התקנה באתר אחר.
ניתן להגיע עד לספיקה של 200 מק"ש בכל יחידה וזאת על פי תכנון ודרישה.

דיפיוזרים לאוורור המים

מנוע חיצוני לדיפיוזרים עומד על הגדה

דיפיוזרים לאוורור המים