Transcript מערכות ביוב עירוניות - חברת הגיחון בע"מ

‫מערכות ביוב עירוניות‬
‫נוער שותה מים ודעת‬
‫תשע''ג ‪24.2.13‬‬
‫מבוא – מה במצגת?‬
‫במצגת מוסברים בקצרה מטרות‪ ,‬מבנה עקרונות פעולה של מערכת ביוב עירונית‬
‫המצגת מתבססת על מצגות גורמי זיהום המים‪ ,‬והטיפול במזהמים ובשפכים‪ ,‬ומצגות‬
‫המים בירושלים‪ .‬והיא נערכה כחלק מתכנית החינוך נוער שותה מים ודעת‪ ,‬המקרבת‬
‫את הנוער למצוינות המים הישראלית ומיועדת לתלמידי חט''ב ותיכון הלומדים את נושא‬
‫המים והסביבה‪ ,‬ולמבקרים באתרי מבט''י והגיחון‪ ,‬ואתרי תאגידי המים ברחבי הארץ‪.‬‬
‫המצגת משתלבת בשתי סדרות של מצגות של תכנית נוער שותה מים ודעת‬
‫(‪ )1‬בסדרת הסביבה‪ ,‬שפכים‪ ,‬מזהמי מים והטיפול בהם ו (‪ )2‬בסדרת המים בירושלים‬
‫שכוללת מצגת מפורטת על מערכת המים בירושלים ומצגת על מט''ש שורק‪.‬‬
‫המצגת נערכה בשיתוף עם הגיחון ‪ -‬תאגיד המים בירושלים‪.‬‬
‫ומבט''י מפעלי ביוב וטיהור שפכים – ירושלים‪.‬‬
‫מושגי רקע‬
‫היגיינה‬
‫(גיהות בעברית)‬
‫שמירה על ניקיון בהיבט בריאותי רפואי למניעת מחלות‪.‬‬
‫את חשיבות הניקיון וקיומם חיידקים גילה רק ב ‪ 1847‬הרופא הווינאי אינגנץ זמלוויס‬
‫שחשד כי חוסר היגיינה של הרופאים גרם לתמותת יולדות בבתי חולים‪.‬‬
‫הרופא האמיץ נדחה בתחילה על ידי קהילת הרופאים וסיים את חייו‬
‫במוסד פסיכיאטרי בו הוכה למוות! אך לאחר מותו הוכר כמציל האימהות‪.‬‬
‫(קריאה מומלצת מאוד‪:‬‬
‫זעקת האמהות‪ ,‬ספר נפלא של מורסון תומסון‬
‫אודות חייו ופעלו של דר' זמלוויס)‬
‫אינגנץ זמלוויס‬
‫סניטציה‬
‫שמירה על היגיינה באמצעות מניעת מגע של אנשים וחיות עם חומרים מסוכנים‬
‫נושאי חיידקים‪ ,‬מזהמים ונושאי מחלות‪ .‬חוסר סניטציה והגיינה הביא למגפות גדולות‬
‫באירופה במקביל להתפתחות הערים וצפיפות המגורים‬
‫תפקידיה של מערכת הביוב‬
‫המערכת הביוב העירונית מפנה מי שפכים מהבית‬
‫ומאפשרת סניטציה לשמירה על היגיינה‪.‬‬
‫היגיינה כללית‬
‫מי הביוב מועברים למכוני טיהור שפכים (מט''ש)‪,‬‬
‫בהם המים מטוהרים ממזהמים ומושבים‬
‫לטבע או לשימוש בהשקיה בחקלאות‪.‬‬
‫מי ביוב מטוהרים מושבים לנחל‬
‫הגדרות‬
‫שפכים‬
‫נוזלים מימיים שזוהמו בידי אדם (אנתרופוגניים)‬
‫כגון פסולת ביתית‪ ,‬עירונית‪ ,‬חקלאית או תעשייתית‬
‫ביוב‬
‫מערכת צינורות תת‪-‬קרקעיים‪ ,‬לניקוז שפכי העיר‬
‫למקום בו לא יהוו מטרד‪ ,‬בעיקר למכוני טיהור (מט''ש)‪.‬‬
‫בעבר הוזרם ביוב לים ישירות או דרך נחלים‬
‫וגרם נזק סביבתי חמור שכיום מנסים למנוע‬
‫קולחים‬
‫שפכים שעברו טיהור במט''ש‬
‫מערכת הביוב הביתית מתחברת למערכת העירונית‬
‫צינור הביוב‬
‫הביתי‬
‫צינור ניקוז גשם‬
‫מרזב‬
‫אוסף מי הגשם‬
‫בריכת איסוף‬
‫וביקורת‬
‫מערכת ניקוז גשם‬
‫עירונית‬
‫מערכת הביוב‬
‫העירונית‬
‫חלקי מערכת הביוב‬
‫צנרת‬
‫צינורות בקטרים וגדלים שונים בדרך כלל מביטון‪ ,‬פלסטיק‬
‫בריכות‬
‫מיכלים אליהם מתנקזת צנרת בקוטר קטן‬
‫וממנה נמשכת הזרימה בצנרת גדולה יותר‬
‫למיכלים פתחים המאפשרים גישה‬
‫לפתיחת סתימות ותיקוני דליפות‬
‫תחנות שאיבה (ת''ש)‬
‫מתקני שאיבת שפכים‬
‫כשזרימת הכבידה אינה מספקת‬
‫הובלת השפכים‬
‫כבידה‬
‫צנרת הביוב מונחת בשיפועים יורדים על מנת לאפשר לשפכים לזרום ללא שאיבה‪.‬‬
‫מהירות הזרימה‬
‫מהירות הזרימה בצנרת איטית ונעשית ללא לחץ על מנת למנוע דליפות ונזק‬
‫סכנת סתימה‬
‫לכן הצטברות של לכלוך‪ ,‬או שורשים שחודרים לצנרת עלולה לעצור את הזרימה‬
‫פתחי ביקורת‬
‫לכן נמצא במערכת הביוב שפע פתחי ביקורת וטיפול שנועדו למנוע ולטפל בסתימות‬
‫בריכת ביוב וצנרת בשיפוע‬
‫שיפוע‬
‫מדורג‬
‫בריכה ופתח‬
‫ביקורת‬
‫ההיסטוריה של הביוב מתחילה ברומא‬
‫מערכות ביוב עתיקות נתגלו ברומא ובעמק האינדוס (פקיסטן‪-‬הודו‬
‫קלואקה מקסימה הביוב של רומא העתיקה‬
‫קלואקה מקסימה ‪( Cloaca Maxima‬באדום) מערכות הביוב של רומא העתיקה‪ ,‬מהמוקדמות בהיסטוריה נבנתה לנקז‬
‫ביצות ושפכים מהעיר רומא ונשפכה לנהר הטיבר‪ .‬נבנתה כנראה בסביבות שנת ‪ 600‬לפני הספירה‪ ,‬על ידי מלכּה‬
‫החמישי של רומא‪ ,‬לוקיות טארקוויניוס פריסקוס בעזרת מהנדסים אטרוסקיים ופועלים פלבאים‪.‬‬
‫ירושלים – נתוני רקע מים וביוב‬
‫תושבים כ‪700,000 -‬‬
‫צריכת מים כ – ‪ 50‬מלמ"ק לשנה‬
‫צריכת מים ממוצעת לנפש כ‪ 77 -‬מ"ק לשנה‬
‫שפכים לנפש כ – ‪ 54‬מ"ק לשנה‬
‫כמות שפכים שנתית כוללת כ‪ 39 -‬מלמ"ק לשנה‬
‫מערכת המים והביוב של ירושלים‪ ,‬דוגמה למערכת עירונית גדולה‬
‫מתקני ביוב עיקריים בירושלים‬
‫ת"ש נווה יעקב‬
‫ת"ש פסגת זאב‬
‫מט"ש מזרחי‬
‫נבי מוסא ‪-‬‬
‫מתוכנן‬
‫מנהרת ביוב צופים‬
‫מנהרת ביוב שורק‬
‫מט"ש מערבי‬
‫נחל שורק ‪-‬‬
‫בהרחבה‬
‫ת"ש אל‪-‬ג'בשה‬
‫מנהרת הכותל‬
‫מט"ש הר‬
‫חומה ‪-‬‬
‫בהקמה‬
‫ת"ש תלפיות מזרח‬
‫ת"ש חומת שמואל‬
‫מנהרת כרם‬
‫ת''ש – תחנת שאיבה‬
‫מט''ש – מפעל טיהור שפכים‬
‫מנהרות ביוב‬
‫קווי מאסף ותעלות גדולות‬
‫קווי ביוב ראשיים עוברים בתעלות גדולות‬
‫בתמונה משמאל תעלת בית כרם בירושלים‬
‫בתמונה למטה תעלה ביוב חדשה ברשל''ץ‬
‫תחזוקת מערכת הביוב‬
‫הביוב נפגע מגורמים חיצוניים (כמו חפירות) ופנימיים (פיזיים‪,‬‬
‫כימיים‪ ,‬וביולוגיים) הגורמים לנזילות‪ ,‬סתימות ושברים‬
‫גורמים חיצוניים‬
‫גורמים פנימיים‬
‫אדמה בלתי יציבה‬
‫לחץ מי תהום‬
‫חדירת שורשים‬
‫זעזועים קרקע‬
‫חומרים מעכלים‬
‫שפכי תעשייה‬
‫גזים‬
‫חיידקים‬
‫אבנים‪ ,‬קרשים‪ ,‬סמרטוטים‬
‫המערכת מחייבת תחזוקת שוטפת‪( ,‬ביקורות) תחזוקה מונעת‬
‫(שיפוצים) ותחזוקת שבר (תיקוני חירום)‬
‫דוגמת תקלות במערכות ביוב‬
‫דליפת ביוב לנחלים ולקרקע‬
‫ניקוז סתימת ביוב‬
‫תחכום והפתעות במערכת הביוב‬
‫צנרת ביוב סתומה על ידי שורשים‬
‫פומפה אלקטרונית‬
‫מצלמת רובוט עם פנסים‬
‫לבדיקת צנרת ביוב‬
‫ביוב לא מטופל הוא פצצת זמן‬
‫ביוב שאינו מטופל ‪,‬‬
‫או מטופל חלקית בלבד‬
‫מזהם את הסביבה‬
‫בעיר ובסביבה‬
‫ומהווה פצצת זמן מסוכנת‪.‬‬
‫נוער שותה מים ודעת‬
‫הטיפול בשפכים בטבע‬
‫השפכים מטופלים במכוני הטיהור‬
‫באופן דומה למתרחש בטבע‬
‫אך בתהליך מואץ ומהיר‬
‫מקורות החמצן המומס במי נחל בטבע‬
‫ערבול‬
‫דיפוזיה‬
‫פוטוסינטזה‬
‫נוער שותה מים ודעת‬
‫טיפול בשפכים עירוניים ‪ -‬רקע‬
‫תהליכים טבעיים כימיים‪ ,‬פיזיקאליים ומיקרוביאליים‬
‫משמשים לטיפול בשפכים‪.‬‬
‫בעולם המודרני כמויות שפכים גדולות במקום מרוכז‪:‬‬
‫נדרשות טכנולוגיות יעילות‪ ,‬אמינות‪ ,‬רציפות בשטח קטן‪.‬‬
‫נדרשת "עזרה לטבע" להאצת פירוק השפכים‪ .‬הוספה מלאכותית של‬
‫חמצן ומיחזור המיקרואורגניזמים‪( ,‬בוצה משופעלת) מבטיחים שכמות‬
‫החיידקים בריאקטור תגדל אקספוננציאלית (מעריכית)‪.‬‬
‫דוגמה לגדילה אקספוננציאלית‪ :‬הכמות מוכפלת פי שנים כל שעה‬
‫ריאקטורים צורכי חמצן‬
‫מדדי יסוד בטיהור שפכים‬
‫‪TSS BOD‬‬
‫צריכת חמצן ביולוגית ‪BOD Biochemical Oxigen Demand‬‬
‫מדד זיהום אורגני במים‪ :‬כמות חמצן הנדרש לפירוק ב ‪ 5‬ימים‪.‬‬
‫נמדד ביחידות ‪ mg/l‬מיליגרם חמצן לליטר שפכים בחמישה ימים‬
‫של כמות החמצן הנצרך בריאקציה בחמישה ימים עד מיצוי כל החומר‬
‫ריאקטורים צורכי חמצן‬
‫‪TSS Total Suspended Solids‬‬
‫סך כל כמות המוצקים הצפים בנוזל (שהם ברי סינון)‬
‫נמדד ביחידות ‪ mg/l‬מיליגרם מוצקים לליטר נוזל)‬
‫המדידה בסינון דרך מסנן בגודל חורים ידוע שנשקל יבש‬
‫לפני ואחרי סינון ליטר נוזל דרכו‪.‬‬
‫עכירות ‪Turbidity‬‬
‫מדד לצפיפות החלקיקים בתמיסה‪ ,‬לפי שקיפות לאור‬
‫מסנני מדידת ‪TSS‬‬
‫גורמי זיהום בשפכים‬
‫פיזי‬
‫פסולת פלסטיק‪ ,‬עץ‪ ,‬מתכת‪ ,‬אבן‪ ,‬בד וכ''ו‬
‫כימי‬
‫מזהמים ואורגנים (פסולת אדם‪ ,‬שומנים) אנאורגנים‬
‫(מתכות כבדות)‬
‫ביולוגי‬
‫פתוגנים מעבירי מחלות‪ :‬חיידקים‪ ,‬וירוסים פטריות‬
‫נוער שותה מים ודעת‬
‫הטיפול מתבצע בשלשה שלבים‬
‫המייצגים שלש רמות טיפול ושימוש אפשרי במים המטוהרים‬
‫טיפול ראשוני‬
‫סינון פיסי גס עם מסננים וסילוק הפסולת‪ :‬הגרוסת (השוקעת) והמרחפים‬
‫טיפול שניוני‬
‫טיפול ביולוגי בו מפרקים חיידקים צורכי חמצן את החומר האורגני‬
‫במיכלים הקרויים ריאקטורים אליהם מוזרם אויר דחוס‪ .‬הפסולת‬
‫שוקעת כבוצה בתחתית והמים עוברים חיטוי (כלור) נגד פתוגנים‪.‬‬
‫מתקבלים קולחים צלולים שניתן להשיבם לטבע אך לא להשקיית ירקות‬
‫ופירות החשופים למים ישירות כגון עגבניות‪ ,‬ואין לאפשר חלחולם לאקוויפרים‬
‫טיפול שלישוני‬
‫משפר את איכות המים כך שניתן להשקות איתם כל גידול ולאפשר חלחולם לאקוויפרים‬
‫כולל סילוק חנקן (תהליך ביולוגי) וזרחן בתהליכים ביולוגיים או כימיים‬
‫נוער שותה מים ודעת‬
‫דוגמאות לסוגי טיפולים שונים‬
‫טיפולי הסינון מסלקים פסולת קשיחה מהמים‬
‫הטיפול בדטרגנטים מבוצע בפעולות פיזיות‬
‫וכימיות בטיפול המקדים בעזרת אויר‬
‫פיתות (פולקולציה וקואלוגציה) מקבצת תרחיפים‬
‫ומומסים לגושים כבדים ששוקעים לתחתית‬
‫סינון פחמני סופח חומרי זיהום שונים‬
‫בטיפול ביולוגי מאכלים חיידקים חומרים אורגניים‬
‫עתירי אנרגיה ופחמן תוך שימוש בחמצן‬
‫טיפולי החיטוי משמידים ומנטרלים פתוגנים נושאי מחלות‬
‫נוער שותה מים ודעת‬
‫מט''ש שורק‬
‫מטהר ‪ 100,000‬מ"ק ליום‬
‫המושבים לחקלאות ולטבע‬
‫מט''ש שורק שלבי הטיפול בשפכים‬
‫מוצא המים לנחל שורק‪,‬‬
‫לאחר חיטוי המים מושבים לנחל דרך מפל המוסיף לערב אויר במים כמו בטבע‪ ,‬ומאפשר המשך הטיהור בנחל עצמו‬
‫מול המפל נקודת תצפית נוחה ומוצלת‪ ,‬מקום להסבר נוח על המט''ש כולו‬
‫הושלם המעגל‬
‫השפכים הופכים‬
‫למים מטוהרים‪ ,‬לגז שהופך לחשמל ולקומפוסט לדישון‬
‫תודות‬
‫תודות תאגיד הגיחון ולמבט''י מפעלי ביוב וטיהור שפכים ‪ -‬ירושלים‬
‫שסייעו בעריכת המצגת לתכנית החינוך נוער שותה מים ודעת‪.‬‬
‫התכנים מבוססים על חומר שסופק על ידי הגיחון ומבט''י ואתר האינטרנט של‬
‫הגיחון והן נערכו בשיתוף וביקורת שלהם‪ .‬מספר תמונות צולמו על ידי ע''י יגאל‬
‫מורג והתודה נתונה גם לו ותמונות רבות אחרות צולמו ע''י אמנון שפי‬
‫המצגת נועדה לתלמידי חט''ב ותיכון המתמחים בנושאי סביבה ומים‬
‫והיא חלק מתכנית החינוך המקרבת את הנוער למצוינות המים הישראלית‪,‬‬
‫המופעלת בשיתוף עם רשות המים‪ ,‬הממשלה (תמ''ת חינוך סביבה) הטכניון‬
‫ותעשיית המים בישראל‬