ניטור דיגום ומעקב של שפכי תעשייה בהשוואה לשפכים עירוניים

מתקני טיפול בשפכי תעשייה וביחוד אלו הביולוגיים, מחייבים מעקב בתדירות גבוהה יותר מאשר שפכים עירוניים הן לשפכים בכניסה למתקן, הן לקולחים ביציאה מהמתקן והן לקולחים ב"תחנות הביניים" של שרשרת הטיפול

הקדמה

המעקב והניטור אחר השפכים והקולחים העירוניים מוכתב בעיקר מתקנות בריאות העם לאיכות מי קולחים ולטיהור שפכים משנת 2010 ("ועדת ענבר") וכן מהצורך לעקוב אחרי איכות ויעילות תהליך הטיהור במט"ש באמצעות ניטור רציף, דיגום ובדיקת פרמטרים תהליכיים ומעקב אחר איכות הקולחים ועמידתם בתקנות וכן מתנאים לרישיון העסק של המט"ש.
ככלל, בשפכים עירוניים המאפיינים של איכות השפכים הגולמיים המוזרמים למט"ש מסוים בדרך כלל ידועים וצפויים וניתנים להערכה לאחר סדרת דיגומים שנעשית כבסיס לקביעת נתוני התכן של המט"ש. זאת כמובן, פרט לאירועים חריגים כגון: ימי גשם קיצוניים או הזרמה פתאומית של שפכים תעשייתיים בלתי מטופלים למט"ש. הזרמה כזו יכולה להיות מזוהה ע"י אמצעי ניטור רציפים המותקנים במט"ש כגון: מד pH שקריאה חריגה שלו (חומצי או בסיסי) גורמת להפניית השפכים לבריכת חרום במטרה לא לגרום לפגיעה בפעילות הביולוגית במט"ש שתתבטא בהרעה באיכות הקולחים. לאחר התייצבות התהליך במט"ש, איכות הקולחים המופקים בו אמורה להיות יציבה וללא שינויים משמעותיים כך שדיגום בתדירות שנקבעה בתקנות וברישיון העסק ישקף את איכות הקולחים. לעומת זאת, שפכי התעשיות, וביחוד תעשיות מסוימות כגון: תעשיות המזון והתרופות, הם בעלי מאפיינים משתנים, לעתים באופן קיצוני, הן בעונות שונות של השנה והן ברמה היומית. השינויים יכולים להתאפיין בטווח רחב מאוד של ריכוזים עבור אותו פרמטר (כגון COD) או בהופעת חומרים שונים בשפכים בתקופות שונות בהתאם למהלכי הייצור המשתנים באותו המפעל.
מאז שנכנסו לתוקפן בשנת 2014 "כללי תאגידי מים וביוב (שפכי מפעלים המוזרמים למערכת הביוב)" המקנים לתאגידי המים את האחריות לדגום את השפכים היוצאים מהמפעל, בהתאם לתוכנית דיגום שנקבעת מראש, אך במועדים שאינם מתואמים מראש ולהטיל על המפעל קנסות במידה ונמצאו חריגות, גרם הדבר להאצת הצורך של המפעלים במעקב ובטיפול בשפכים התעשייתיים באמצעות הקמת מתקני טיפול ייעודיים בתחום חצר המפעל, מחזור מים במטרה להקטין את כמויות פליטת השפכים, ובמידת הצורך פינוי השפכים למתקני טיהור חיצוניים כגון אלו שבנאות חובב. מאפיינים ואמצעים לדיגום שפכי תעשייה מתקני טיפול בשפכי תעשייה וביחוד אלו הביולוגיים מחייבים מעקב בתדירות גבוהה יותר מאשר שפכים עירוניים הן לשפכים בכניסה למתקן, הן לקולחים ביציאה מהמתקן והן לקולחים ב"תחנות הביניים" של שרשרת הטיפול, כגון: לאחר המתקן הביולוגי ולפני מערכת נוספת של סינון או ליטוש הקולחים. במידת האפשר, מומלץ כי הדיגום של השפכים בכניסה למתקן וביציאה מהמתקן יהיה דיגום מורכב שיאפשר קבלת ערך המשקף את הפעילות היומית של המפעל.
פרמטרים תהליכיים אחרים כגון: ריכוז המוצקים המרחפים בנוזל המעורב במתקן הביולוגי יכולים להיבדק בדיגום אקראי. בדיגום שפכי תעשייה יש לבדוק טווח נרחב יותר של פרמטרים מאשר בשפכים העירוניים, כאשר כל תעשייה מתאפיינת בפרמטרים ייחודיים לה.
בעוד בשפכים עירוניים ייבדקו במהלך התפעול השוטף הפרמטרים העיקריים כגון: צח"ב, צח"כ, מוצקים מרחפים, זרחן וחנקן, בתעשיות יש לבדוק פרמטרים מאפיינים רבים אחרים בהתאם להשתנות בייצור באותו המפעל, כגון: בורון, שמנים ושומנים, נתרן, כלורידים, מתכות כבדות, ממיסים אורגניים וכד'.

שפכי התעשיות, וביחוד תעשיות מסוימות כגון תעשיות המזון והתרופות, הם בעלי מאפיינים משתנים, לעתים באופן קיצוני, הן בעונות שונות של השנה והן ברמה היומית

נוכחות של חלק מהפרמטרים הנ"ל שריכוזם יעלה על המותר ב"תקנות תאגידי המים והביוב (שפכי מפעלים המוזרמים למערכת הביוב)" יביאו לידי כך שהשפכים המוזרמים מאותה תעשייה ייחשבו ל"שפכים אסורים" (כמוגדר בתקנות הנ"ל) ויחייבו את המפעל בקנסות גבוהים. בניגוד לרוב השפכים העירוניים בארץ, בתעשיות מסוימות מחייב המתקן הביולוגי הוספת נוטריינטים (חנקן וזרחן) כדי לאפשר פעילות ביולוגית תקינה ויעילות הרחקה גבוהה ככל הניתן של COD, גם נושא זה מחייב מעקב רציף או צמוד ככל הניתן כדי לאפשר התאמת המינונים הדרושים לתהליך, כאשר מינון נמוך מדי של הוספת הנוטריינטים עלול לגרום פגיעה ביעילות התהליך ואילו מינון גבוה מדי עשוי להתבטא בריכוזים גבוהים מהמותר בתקנות ביציאה מהמתקן. עבור מפעלים המזרימים את השפכים שלהם למתקן עירוני שכולל הרחקת זרחן וחנקן, הדבר עלול לגרום להטלת קנסות גבוהים על המפעל. מאפיין נוסף הנפוץ בשפכי תעשיות רבות ומגוונות הוא החריגה ברמת ה- pH מהרמה המותרת בתקנות (נמוך מ-6.0 או גבוה מ-10.0) שיכולה להשתנות הן לכיוון החומצי והן לבסיסי, דבר שמחייב נטרול רציף של רמת ה-pH ע"י הזרקת חומצה או בסיס לשפכים. עוד מאפיין שנפוץ בחלק מהתעשיות הוא הטמפרטורה החורגת לעתים בפתאומיות או לאורך תקופה מסוימת מהטמפרטורה המותרת בתקנות (טמפרטורה שאינה עולה על 40 מעלות) עקב הזרמה בלתי מבוקרת של מי דוודים חמים וכד', דבר המצריך טיפול במקור ע"י מתקני קירור.

אמצעי הניטור והדיגום

  1. אמצעי ניטור רציף
    כמו גם בשפכים עירוניים, ניטור שפכים תעשייתיים מתאפשר באמצעות מכשור רציף. השוני הוא בכך שהמכשור צריך להתאים הן בטווח המדידה שלו והן בחומרי המבנה שלו לשפכים תעשייתיים שלעתים הם מאוד אגרסיביים.
    המדים הנפוצים ביותר בתעשיות הם מד pH, מד טמפרטורה ומד מוליכות.
    החשיבות בהתקנת מדים רציפים כגון מד pH היא בכך שגילוי מידי של חריגה ניכרת בערך pH (לכיוון הבסיסי או החומצי) מאפשרת נטרול רציף ובמקרים חריגים בהם הנטרול לא מספיק להביא לערך הרצוי - ביצוע הפסקת הזרמת השפכים למתקן הטיפול התעשייתי והשהייתם במיכל איגום מקדים שבו ניתן לשפר את הנטרול, זאת כדי למנוע הזרמת שפכים העשויים לפגוע בתהליך הביולוגי של מתקן הטיפול, במידה וקיים כזה.
    בנוסף מומלץ, כי במידה וקיים במפעל מתקן ביולוגי יותקן מד חמצן רציף בריאקטור כנהוג גם בריאקטורים המטפלים בשפכים עירוניים דבר המאפשר מעקב רציף אחר ריכוז החמצן המומס (DO) בתהליך והתאמת מהירות המפוחים המספקים אוויר לתהליך בהתאם להשתנות רמת החמצן ביחס לרמה שנקבעה כרמה הרצויה לקיום יעיל של התהליך. קיימים גם מדים רציפים נוספים שמאפשרים מעקב רציף אחרי התהליך כגון: מד COD, מד זרחן ומד חנקן, אך עקב עלותם הגבוהה יחסית נמנעות לעתים התעשיות מרכישתם.
    זאת ועוד, הטווח הנרחב מאוד של ריכוזי המרכיבים (לדוגמה: ריכוזי COD שעלולים לנוע בשפכים הגולמיים בטווח של 1,000-20,000 מג"ל), מקשים על מציאת מד מתאים.
  2. דיגום ובדיקות
    מפעלים רבים, כמו גם מט"שים עירוניים, מעדיפים לבצע את הדיגומים באמצעות מעבדה חיצונית מוסמכת זאת בעיקר עקב מחסור בצוות מיומן בתחומי המפעל ו/או העדפה של המפעל שלא להקים בתחומה מעבדה נפרדת העוסקת בנושא. ברור הוא שמפעל מזון לא יוכל לבצע בדיקות שפכים באותה מעבדה בו הוא מבצע בדיקות מזון. יחד עם זאת, עלות ביצוע דיגום ובדיקות ע"י מעבדה חיצונית היא גבוהה יחסית, וכן מועד קבלת התוצאות הוא לעיתים רחוק מאוד ממועד הדיגום (לעיתים שבועיים עד שלושה) מה שעשוי לגרום להחלטות תפעוליות לא רלוונטיות למתרחש במתקן הטיהור, עקב השוני הגדול שעלול להתרחש במאפייני השפכים התעשייתיים בין מועד הדיגום למועד קבלת התוצאות.
    כדי לאפשר מעקב וקבלת החלטות תפעוליות ומידיות הנוגעות למתקני הטיפול במפעל ומעקב אחר הזרמת שפכים המכילים מרכיבים אסורים מיחידות הייצור השונות במפעל ועלולים לגרום גם לקריסת התהליך הביולוגי, מומלץ להסתייע באמצעים לדיגום ובדיקות של מספר מרכיבים עיקריים. בשנים האחרונות קיים מכשור לביצוע בדיקות שאינו מצריך מיומנות גבוהה וניתן לשימוש לאחר הדרכה קצרה שניתנת ע"י ספקי המכשירים. הכוונה היא בעיקר למכשירים כגון: פוטומוטר נייד, פוטומטר קבוע או ספקטרופוטומטר (תמונה מס' 1)

המאפשרים ביצוע טווח נרחב יחסית של בדיקת מרכיבים כגון: COD, זרחן חנקן, אמוניה, בורון ועוד. לכל אחת מהבדיקות יש לרכוש ולהתאים קיווטה או מבחנה מתאימה המכילה את הריאגנט המתאים הן למרכיב עצמו והן לריכוז הצפוי שלו. ליצרני המכשור הנ"ל ישנן טבלאות המגדירות את הקיווטות או המבחנות הדרושות המתאימות לכל בדיקה (תמונה מס' 2).

בדיגום שפכי תעשייה יש לבדוק טווח נרחב יותר של פרמטרים מאשר בשפכים העירוניים, כאשר כל תעשייה מתאפיינת בפרמטרים ייחודיים לה

כיום, רוב הפוטומטרים (מכשיר בעל מספר אורכי גל קבועים) והספקטרופוטומטרים (מכשיר בעל טווח נרחב של אורכי גל) מאפשרים הכנסת מבחנה מקודדת וקבלת קריאה מידית של ריכוז המרכיב. יצוין שבדיקת מרכיבים מסוימים כגון COD דורשת חימום הדגימה ע"י תרמוריאקטור שגם הוא אמצעי פשוט לתפעול. הקושי האופייני בבדיקת שפכי תעשיה הוא בכך, שעקב השוני הגדול בריכוזי הפרמטרים בתקופות ייצור שונות, לעתים יש צורך ברכישת קיווטות רבות שיתאימו לטווח הריכוזים השונה דבר שמייקר את עלות הבדיקות. יצוין, כי כיום ישנם ליצרני המכשור והריאגנטים גם פתרונות רחבי טווח המאפשרים התמודדות עם מאפיינים חריגים בשפכים כגון: ריאגנטים לבדיקת COD לשפכים המכילים ריכוז גבוה מאוד של כלורידים (אלפי מג"ל) שתעשיות מסוימות מתאפיינות בהן.
חלופה נוספת לביצוע דיגום ובדיקות במתקן טיפול בשפכי תעשיה כמו גם במתקן טיפול עירוני, היא שילוב של ביצוע בדיקות באמצעות מעבדה חיצונית בתוספת ניצול היכולות והאמצעים של מפעילי מתקן הטיפול. לדוגמה, לצורך מעקב אחר תכונות השיקוע של הבוצה בריאקטור ביולוגי יש לבצע בדיקת (SVI (Sludge Volume Index. לצורך חישוב ערך זה יש לשלב בדיקת שיקוע של הנוזל המעורב בקונוס אימהוף ומדידת נפח הבוצה השוקעת לאחר 30 דקות, וכן לבדוק את ריכוז ה-MLSS (ריכוז המוצקים המרחפים בנוזל המעורב בריאקטור).
בהיעדר מכשור מקומי במפעל לבדיקת ריכוז המוצקים כגון: תנור ייבוש, ניתן לבצע בדיקה זו באמצעות מעבדה חיצונית ולבצע את בדיקת השיקוע של אותו נוזל שהיא בדיקה פשוטה המצריכה רק שימוש בקונוס אימהוף ע"י אנשי התפעול של מתקן הטיפול (תמונה מס' 3).

סיכום

לדיגום שפכי תעשייה יש מאפיינים השונים בחלקם מאלה שבשפכים עירוניים. כדי לאפשר מעקב יעיל אחר השפכים בכניסה למערך הטיפול ואחר הקולחים המוזרמים למערכת העירונית, וכן לתפעל את מתקני הטיפול באופן יעיל, יש להשתמש באמצעים ומכשור מתאימים ופשוטים שבחלקם הגדול אינו מצריך מיומנויות ייחודיות ומאפשר תפעולם ע"י עובדי המפעל. בהתאם לשיקולי המפעל ובדיקת עלויות, ישולבו גם דיגומים ובדיקות שיבוצעו ע"י מעבדה חיצונית מוסמכת. 

אריאלה רבינוביץ, מהנדסת, M.Sc, תכנון וייעוץ מערכות מים ביוב וטיפול בשפכים | This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
הדפסה הורדה

לשאלות ופרטים נוספים

נא מלאו את פרטיכם ונציגינו ייצרו עמכם קשר בהקדם