איך בודקים שפכים? איזה מדדים בודקים ולמה?

הקדמה

אבני הלגו הבסיסיים של החלקיקים המרכיבים את עולמנו הם האטומים. האטומים נבדלים זה מזה לפי כמות הפרוטונים אשר בגרעין שלהם אשר מקנים להם את התכונות שלהם (אטום של ברזל, אטום של מימן, אטום של חמצן וכד'). כאשור אטומים יוצרים ביניהם חיבור, נוצרת מולקולה. המולקולות שונות זו מזו בהרכב האטומים מהם הן נוצרו ובצורת החיבור שבין האטומים. תתכנה מולקולות שונות מאותם אטומים אך ההבדל ביניהן יהיה בצורת החיבור.

לכל אטום יש מטען (חיובי או שלילי) והאטומים שואפים שסה"כ המטען הכולל יהיה אפס. כך שבמידה ואטום טעון במטען של 2-, הוא ישאף להתחבר עם מטען 2+. לדוגמא, מטענו הבסיסי של פחמן הוא 4+ ומטענו הבסיסי של אטום חמצן הוא 2- במקרה זה תיווצר תרכובת של אטום פחמן עם שני אטומים של חמצן - חמצן דו פחמני.

במים יכול להתקיים מצב מיוחד הנקרא מצב מיונן בו אין איזון במטענים אך עדיין המים נמצאים במצב יציב.

נסקור כעת את הפרמטרים העיקריים באיפיון שפכים.

*ערך הגבה-PH

ביטוי מתמטי בסולם לוגריטמי של ריכוז H+ בתמיסה. המטען של מימן הוא +1. במידה ובתמיסה יש הרבה אטומי מימן הרי שבגלל המטען החיובי שלהם, נקבל סביבה חיובית שהיא מאפיינת סביבה חומצית השואפת ליצור חיבור לאטומים שליליים. מאידך גיסא, ככול שריכוז יוני המימן החיוביים ירדו, ה (Ph (-logיעלה ונקבל סביבה שלילית האופיינית לסביבה בסיסית השואפת ליצור חיבור לאטומים חיוביים.

הPhהוא מדד לחומציות/בסיסיות. רמות גבוהה של חומציות או של בסיסיות הן הרסנית לסביבה.

התקן בארץ לתוצרים של מתקני הטיהור בשטח המפעל הוא Ph שבין 6-10 כך שיהיה ניתן להזרימם לביוב

יחידות של ריכוז חומרים בתמיסה:

ישנם מספר מדדים להסתכל על ריכוז חומרים בתמיסה, המוכרים שביניהם מ"ג לליטר, או שאר אמות מידה של מסה לנפח. אך קיים גם מדד אשר מודד את הכמות החלקיקים (מולקולות/אטומים) של חומר ספציפי מסך כלל החליקיקים בתמיסה, דוגמא לכך הוא מדד PPM-Parts Per Million,

לדוגמא, ריכוז זרחן של 5 PPM מלמד שב 1 ק"ג חומר יש 5 מ"ג זרחן. במקרה של מים נהוג לייחס לPPM שווה ערך למדד מ"ג לליטר. קיימים גם מונה חלקיקים ברמות גבוהות יותר כגון: PPB-Parts per Billion.

*מדדים לחומרים אורגניים

חומר אורגני הינו חומר הבנוי משרשראות של פחמן, חמצן ומימן. שלד המולקולות בנוי מפחמן ואליו מצטרפים אטומים של חמצן ומימן ולעיתים מצטרפים גם חומרים אחרים כגון, ברזל וחנקן.

מדידת כמות החומר האורגני הנמצא בשפכים מתאפיין ע"י צריכת החמצן אשר נדרשת לפרק אותו, דרישת חמצן זו נקראת COD-Chemical Oxygen Demand , מדד זה נמדד במ"ג חמצן לליטר mg O2/liter

בבדיקה זו בודקים כמה חומר אורגני ניתן לחמצון עד שהוא עובר שינוי ל CO2 במצב גזי.

בדיקה זו מתבצעת ע"י חמצון אגרסיבי של התמיסה ומעקב אחרי כמות החמצן שנדרשה לביצוע התהליך.

פחמן אורגני כללי Total Organic Carbon . מדד זה גם כן בודק את כמות החומר האורגני. מדידה זו קשה יותר לביצוע והיא יקרה יותר מה COD. מדידה זו נעשית כשהמליחות היא מאוד גבוהה ולא ניתן לבדוק COD. המדידות הן שונות. בCOD אנו בודקים כמה ניתן לחמצן חומר אורגני וב TOC אנו בודקים את כמות הפחמן הקיים בתמיסה. מדד זה יותר מדויק אבל הוא קשה למדידה. כלל אצבע אומר שבדרך כלל ה TOC הוא פחות מחצי ה COD.

צריכת חמצן ביולוגית BOD-Biochemical Oxygen Demand -חמצון ביולוגי של החומר האורגני. מדד זה בודק כמה חמצן נצרך על ידי הביולוגיה במהלך של מספר ימים (יום אחד – 1BOD , יומיים- 2BOD וכן הלאה). הדבר נעשה על ידי הכנסת חומר למיכל ובדיקת כמות החמצן הנצרכת במשך מספר ימים.

ובכך ניתן לכמת את כמות החומר האורגני הפריק ע"י גורמים ביולוגים בתמיסה.

*מדדי חנקן-

היסוד חנקן נמצא בכמות רבה באטמוספרה והוא לא נחשב למזהם, אך חנקן אורגני נחשב למזהם. יש מספר מדדים הבודקים חנקן:

חנקן אמוניאלי- כלל החנקן הקשור בצורת אמוניה (NH3/NH4+)

חנקן קלדהלי(TKN) -הבודק את כלל צורות החנקן האורגני ומוסיף את החנקן בתצורת אמוניה.

חנקן כללי- כולל בתוכו את החנקן הקלדהלי ואת החנקן בתצורות ניטריט וניטראט ומהווה המדד הכי מקיף לכלל תצורות החנקן הקיימות בשפכים.

קיימים מדדים ספיציפים אשר מטרתם לאתר נוכחות של חומרים אשר יש בהם פוטנציאל לפגוע בסביבה או בתהליך הטיפול בשפכים במכון האזורי, להלן מספר מהם:

דטרגנטים אניונים- חומרי נקיון בעלי מטען שלילי, לרוב קיימים במכבסות ,הדטרגנטים גורמים נזק בתהליך הטיהור ולכן יש צורך לבדוק את קיומם ומניעת הזרמתם אל מכון הטיהור.

שמנים ושומנים(FOG)- יש שומנים שאינם נוזליים ובדיקה זו אינה פשוטה. אין היום טכנולוגיה שיכולה לבצע בדיקה זו בצורה פשוטה. אם נשים שמן ומים נקבל הפרדה טובה של החומרים, אבל השמנים יכולים להיות במצב של אמולסיה כלומר הם משולבים במים ונוצר נוזל הומוגני לדוגמא, חלב שהוא סוג של אמולסיה.

ציאנידים- חומר רעיל הנוצר מחיבור של פחמן וחנקן, משמש לרוב בתעשיית עיבוד מתכות, הינו חומר רעיל לכלל היצורים החיים. ולכן חשוב למנוע את זרימתו לסביבה/ביוב.

גופרית- לגופרית קיימים 2 מצברי חמצון נפוצים-סולפיד וסולפט,

הסולפיד הוא גז רעיל מאוד ומשתמשים בו כמויות קטנות ביצור יין כחומר משמר. סולפט הוא המצב המחומצן והוא פחות רעיל ולכן יש הבדל בריכוזים המותרים.

ישנם עוד מגוון רחב של תקנים עבור חומרים נוספים את כולם ניתן תחת חוק תאגידי המים והביוב -שפכי מפעלים.

ריכזנו את העיקר בטבלה הבאה:

אם קיימות שאלות נוספות בנושא. אנחנו מזמינים אתכם ליצור איתנו קשר ולקבל את התשובות.