טיפול בשפכים תעשייתיים

מבוא

שפכים תעשייתיים הם שפכים המהווים תוצרי לוואי מתהליך הייצור של מפעל או בית מלאכה מסוים.  

לשפכים תעשייתיים מאפייני סיכון רבים ומגוונים בהרבה מאשר לשפכים ביתיים ובמקרים מסוימים מוגדרים כחומרים מסוכנים. מאפייני סיכון שונים קיימים לחומרים מסוכנים. מאפייני סיכון אלו מתוארים בפירוט ב"ספר הכתום" ומתחלקים על פי תשע קטגוריות עיקריות כשלחלקן ישנן תת קטגוריות.

שפכים תעשייתיים בדרך כלל מחולקים לקטגוריות של שפכים אורגנים ואנאורגניים על פי תכולתם.

 

שפכים אורגנים יאופיינו על ידי תכולת חומר אורגני גבוהTOC , FOG, pH  בטווח מסביב לניטרלי, N, P. במקרים רבים השפכים עוברים קומפוסטציה או טיפול אנארובי.

ישנם שפכים אורגנים ממקור מינרלי כמו מפרידי שמנים של מוסכים, אמולסיות מעיבוד שבבי ועוד. שפכים אורגנים ממקור מינרלי (נפט ותזקיקיו) יעברו טיפול על ידי הפרדת הפאזות השונות וטיפול בכל פאזה בנפרד.

 

שפכים אנאורגנית מקורם בד"כ בתשטיפים שונים של מפעלים, חומצות, בסיסים ועוד. שפכים אלו  בד"כ מאופיינים ע"י ריכוז מלחים גבוהה, מתכות כבדות, pH קיצוני (חומצי מאד או בסיסי מאד). טיפול בשפכים אלה נעשה בשיטות טיפול פיזיקו-כימיות הכוללות נטרול, שיקוע, איוד , ממברנות ועוד.

סוגי טכנולוגיות לטיפול בשפכים תעשייתיים

 

הפרדה צנטריפוגלית

בדרך כלל מהווה חלק מהשלבים השונים בתהליך הטיפול. הפרדה צנטריפוגלית יכולה להעשות על ידי צנטריפוגה תלת פאזית, בה בצנטריפוגה אחת נעשת הפרדה של שלוש פאזות (מוצק, נוזל ,שמן) או דיקאנטר וספראטור בה בשלב הראשון מופרדים המוצקים על ידי הדיקאנטר ובשלב השני השמן מהמים. המערכת עובדת על הפרשי צפיפויות של חומרים השונים.

 

מתקן DAF - dissolved air flotation system

מערכת שימושית ונפוצה בעיקר בתעשיית המזון להפרדת TSS , שמנים ושומנים.  המערכת מכניסה קואגולנטים ופלוקולנטים לנוזל ועל ידי כך יוצרת פלוקים (צברים) של החומר, דבר המאפשר הפרדה קלה יותר בין המוצק לנוזל. ההפרדה מבוצעת ע"י הזרמת זרם אוויר לתוך הנוזל. זרם האוויר גורם למוצקים לצוף ובעזרת סקימר החומר מסולק ומופרד .

טיפול פיזיקו-כימי

מדובר בשם כולל לטיפולים הכוללים הפרדה של חומרים על ידי חומרים כימיים. דוגמאות לטיפולים מסוג זה הינם ניטרול חומצות ובסיסים, שיקוע מתכות כבדות, שיקוע מוצקים, חמצון כימי ועוד. טיפול פיזיקו-כימי נפוץ מאד בתעשיית טיפול בשפכים כיוון שמאפשר הפרדה בצורה אמינה וזולה יחסית של מזהמים שונים.

AOP –advanced oxidation processes

שיטות חמצון מתקדמות במגוון של שיטות. ההבדל בינהן לשיטות חימצון רגיל שחימצון נעשה ע"י רדיקלי HO, שהינם מחמצנים חזקים ולא סלקטיביים, המתאימים לפירוק מגוון רחב של מולקולות אורגניות, בניהן מולקולות לא פריקות. הרדיקלים מיוצרים  בתנאי של טמפרטורת החדר ולחץ אטמוספרי. בין הטכנולוגיות בתחום ניתן למנות שימוש באוזונציה ב-pH  גבוה, מי חמצן יחד עם UV או עם אוזון, סוניקציה, שיטת פנטון וכמובן שילובים שונים בניהם.

 

שיטות אלה אפקטיביות מאד לפירוק חומרים אורגנים כסולבנטים וחומרים אורגנים לא פריקים. עם זאת  השיטות אפקטיביות בריכוזים נמוכים יחסית כיוון שעלויות התיפעול, ההקמה והתחזוקה גבוהים למדי. חברת סוטוק עובדת כנציגה של מספר חברות עולמיות בתחום. לעוד מידע צרו קשר.

 

טיפול ביולוגי אירובי

בעומסים אורגניים נמוכים עד בינוניים נעשה שימוש בראקטורים ביולוגיים אירובים. בראקטור זה מוחדר אוויר (בצורה מאולצת) המשמש כחמצן זמין לחיידקים המפרקים. ראקטורים אירוביים הם אפקטיבים וקצבי הפירוק בהם גבוהים בהרבה משל ראקטורים אנארובים. תוצרי הפירוק העיקריים הם פחמן דו חמצני (פד"ח) ומים.

יש לציין שהחיסרון הגדול של תהליכים ביולוגיים הוא הרגישות הגבוהה לתנאי הסביבה- pH, טמפרטורה, מליחות, רעילות, מתכות כבדות ועוד.

 

טיפול ביולוגי אנארובי

ראקטור ביולוגי בתנאים אנארוביים, מתאים לשפכים ממקור אורגני בלבד.

לראקטור זה מספר יתרונות:

יצור נמוך של עודפי בוצה, דרישת נוטריינטים נמוכה, תוצר סופי של מתאן הניתן לניצול לאנרגיה, התהליך עצמו אינו דורש אנרגיה. בדרך כלל כאשר העומסים האורגנים גבוהים מתחילים להשתמש בראקטור ביולוגי אנארובי במקום אירובי.

חסרון בולט הוא קצב הפירוק האיטי וייצור סולפיד. גורמים המשפיעים על התהליך- טמפ' ,pH, ריכוזי אמוניה,סולפיד ועוד.

 

טיפול תרמי

שלוש השיטות התרמיות הנפוצות ביותר הינן שריפה זיקוק ואיוד. שריפת חומר אורגני במשרפות מותאמות, הערך הקלורי והחום המונפק מהשריפה משמשים לתהליכים שונים כגון יצירת קיטור או חימום כבשנים. זיקוק, בשיטה זאת מפרידים את הנוזלים בטמפרטורות רתיחה שונות.

 

במקרים מסויימים נעשה זיקוק בואקום בכדי להימנע מהגעה לטיפול בטמפרטורות גבוהות זאת בגלל החשש מהווצרות סביבה נפיצה הכוללת תנאי סביבה מעל לטמפרטורת ההבזקה וההצתה העצמית או פגיעה במולקולה של התזקיק. איוד היא טכנולוגיה פשוטה בה מחממים את השפכים ומצמצמים את הנפח שלהם על ידי איוד של הנוזל הנדיף יותר. איוד השפכים יכול להיות בצורה מאולצת במאייד או בבריכות איוד בדומה לקיימות ברמת חובב בהם נותנים לשפכים להתאדות בתנאי סביבה ללא השקעת אנרגיה. שיטת האיוד נפוצה במיוחד בארץ כיוון שיש דרישות מחמירות לגבי תכולת מלחים בקולחין כיוון שאלו ממשיכים להשקייה חקלאית.

 

ספיחה ע"י פולימרים סופחים ופחם פעיל

שיטה נוספת המשמשת להפרדת מזהמים וחומרים שאריתיים במים היא ספיחה, השיטה הזאת מיושמת כיום בעיקר בטיפול במים כשיטה לליטוש אחרון . ישנם מגוון רחב של סוגי סופחים וסוגי פחם פעיל עם קבוצות פונקציונליות שונות בעלות אפקטיביות גבוהה יותר לחומרים ספציפיים. גורמים שונים שמשפיעים על שיטה זאת הם pH , טמפרטורת מקור ופורוזיביות של החומר הסופח. עם זאת השיטה אינה מתאימה לריכוזים גבוהים של מזהם בשל העלות הגבוהה של הרגנרציה (חידוש/רענון) של החומר הסופח.

הפרדה ממברנלית

הפרדה ממברנלית נכנסה בשנים האחרונות בצורה אינטנסיבית בטיפול בשפכים. דוגמא טובה לזה היא ראקטור ביולוגי מסוג MBR, ראקטור זה מבצע את ההפרדה הסופית של הביומסה ע"י ממברנה. לממברנות אפליקציות ויתרונות רבות אך עם זאת קיים קושי ליישם את הטכנולוגיה, בעיקר בשפכים תעשייתיים, בגלל השוני הגבוה באופי השפכים מיום ליום. לממברנות רגישות גבוהה לפאולינג (סתימות). הפאולינג יכול להיווצר מחומרים שונים כגון שמנים המצטברים על הממברנה או כביופאולינג ממיקרואורגניזמים שיוצרים מושבות עליה ומונעים מעבר חומר.

 

במקרים רבים ההפרדה בין שפכים אורגנים ואנאורגניים חד משמעית והשפכים תואמים את הקריטריונים של הטיפול בצורה מיטבית. במקרים אחרים ישנו ערבוב (מכוון או לא) והשפכים האורגנים "מזדהמים" במתכות כבדות או מלחים או להפך החומצה מזדהמת בשמן. מקרים כאלה יכולים לקרות בגלל אופי התהליך, אי הפרדה במקור, חוסר מודעות ועוד. יצירת שפכים אורגנים עם מלחים או מתכות כבדות (או להפך) מקשה מאד על תפעול אפקטיבי וטיפול נכון בשפכים. למשל בעת טיפול בצורה של קומפוסטציה או טיפול ביולוגי כל רעלן כגון מתכות כבדות, הלוגנים ישפיע על הקינטיקה של הטיפול הביולוגי.ייעוץ סביבתי נכון יאפשר לך לבחור את הטכנולוגיה הכי מתאימה עבורך.

 

בפועל נוצרים מיקרים שממחשבה תמימה של רצון למהול את החומר האנאורגני או להוזיל עלויות הובלה נוצר מצב ש"זול" עולה יותר.

 

לפיכך יש חשיבות אדירה לתהליך ההפרדה במקור, סיווג הפסולת, ומציאת הפיתרונות הטכנולוגיים המתאימים ביותר עבור כל מפעל בפרט. בתהליך הייעוץ הסביבתי יש חשיבות לניסיון בתחום השפכים והבנה מעמיקה של הטכנולוגיה, הרגולציה והשוק בארץ ובעולם.

עקוב אחרינו
  • Google+ - Sutok
  • sutok YouTube
  • Instagram Sutok
  • Facebook Sutok
  • LinkedIn Sutok
  • Twitter Sutok
Contact:

Mobile :+972-54-7499711

Email : maor@sutok.co.il

Adress: Haifa , Israel.

​​​

© 2018 by Sutok