טיהור מים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

טיהור מים הוא תהליך של הסרת חומרים, כימיקלים, ומזהמים בלתי רצויים מהמים. מטרת הטיהור היא להפיק מים המתאימים למטרה מסוימת. רוב טיהור המים נעשה לשם צריכה אנושית (מי שתייה), אך הוא יכול להעשות גם לשם מטרות נוספות, כגון לרפואה, רוקחות, חקלאות ותעשייה. השיטות לטיהור המים יכולות להיות פיזיות, כגון סינון או שיקוע, ביולוגיות ווכימיות, כמו הוספת כלור למים, ושימוש בקרינה אלקטרומגנטית בעזרת נורות על-סגול. תהליך הטיהור יכול להפחית את ריכוזם של חומרים ומזהמים, הכוללים חלקיקים מומסים שונים, טפילים, חיידקים, אצות, נגיפים, ופטריות.

תקן האיכות למי השתייה נקבע על ידי הממשלה או לפי סטנדרטים בינלאומיים. התקן כולל בדרך כלל ריכוזי מינימום ומקסימום למזהמים לפי השימוש שיעשה במים.

בלתי אפשרי להבחין באופן חזותי באיכותם של המים. פעולות פשוטות כגון הרתחה או סינון ביתי במסנן פחם פעיל אינן אפקטיביות כלפי כל סוגי המזהמים אשר יכולים להיות במים ממקור לא ידוע. אפילו מי מעיינות טבעיים, אשר נחשבו לבטוחים לכל שימוש במאה ה-19, צריכים להבדק על מנת לבדוק באיזה טיפול יש צורך. למרות המחיר היקר, אנליזה כימית היא הדרך היחידה לקבוע מהן השיטות הנחוצות לטיהור המים.

על פי דו"ח משנת 2007 של ארגון הבריאות העולמי, ל-1.1 מיליארד אנשים בעולם אין גישה למי שתייה ראויים, ו-88% מתוך 4 מיליארד מקרי השלשול בכל שנה מיוחסים למים שאינם בטוחים ותנאים סניטריים והיגיינים לקויים. בכל שנה מתים כ-1.8 מיליון אנשים ממקרים כאלה. לכן, הורדת מספר מקרי המוות ממחלות שמועברות על ידי מים לא ראויים הוא יעד מרכזי לשיפור בריאות הציבור במדינות מתפתחות.

מקורות המים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • מי תהום: מקורם של המים אשר נשאבים ממעמקי האדמה ממעיינות, קידוחים או בארות הוא ככל הנראה ממי גשמים לפני מאות ואלפי שנים. שכבות קרקע וסלעים מסננים באופן טבעי את מי התהום, ולכן הם צלולים מאוד. מי תהום בדרך כלל הם נקיים ברמה בקטריאלית גבוהה מאוד, כלומר הם כמעט ואינם מכילים חיידקים, אך הם עשירים במוצקים מומסים, כגון קרבונטים וסולפטים של סידן ומגנזיום. יונים אחרים עשויים להופיע כגון כלורידים וביקרבונטים, תלוי בשכבת הקרקע בהן מצויים המים. ייתכן כי יהיה צורך להקטין את כמות הברזל והמנגן במים אלה על מנת להפוך אותם לשימושיים לשתייה, בישול וכביסה. ייתכן כי ידרש גם צורך בחיטוי.
  • אגמים ומקורות ברמה: ממוקמים בדרך כלל על מקורות נהרות. רמות החיידקים בהם בדרך כלל נמוכות, אך קיימים חיידקים, חד-תאיים ואצות. אם האגם בקרבת יער או כבול, חומצה הומית תתן את צבעה למים. לחלק מהמקורות יהיה pH נמוך אשר ידרוש התאמה.
  • נהרות ותעלות ומקורות בשפלה: יכילו רמות חיידקים משמעותיות, ולעתים אצות, מוצקים ומגוון של מומסים.

הטיפול במים[עריכת קוד מקור | עריכה]

התהליכים שלהלן הם הנפוצים במתקני טיהור המים. בחלקם לא יהיה צורך, תלוי באיכות המים. ישנן שיטות רבות נוספות והבחירה תעשה לפי יעוד המים והעלות.

לפני הטיפול[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. שאיבה - המים צריכים להשאב מן המקור או להיות מובלים בצינורות או מכלים. כדי להימנע מהוספת מזהמים, על התשתית להיות בנויה מחומרים מתאימים על מנת שלא יתרחש זיהום מקרי.
  2. סינון גס - השלב הראשון בטיהור המים היא להסיר פסולת ועצמים גדולים כגון ענפים, עלים, וזבל, אשר עלולים להפריע לשלבי הטיהור הבאים. רוב מי התהום אינם זקוקים לשלב זה.
  3. אחסון - מי נהרות צריכים צריכים להתאחסן במקורות מים לתקופה של בין כמה ימים לחודשים, על מנת לאפשר לתהליכי טיהור ביולוגים טבעיים להתרחש. מאגרים אלה גם מספקים לתקופות קצרות של בצורת, ולאפשר לאספקת המים להשאר גם אם יש זיהום במקור.
  4. הכנה לריכוך - מים עשירים במלחים קשים, מטופלים עם סודה לכביסה (נתרן קרבונט) על מנת לשקע סידן פחמתי.
  5. הכנה לכלורינציה (חיטוי בכלור) - במתקנים רבים מוסיפים כלור למים הנכנסים על מנת למזער התפתחות אורגניזמים בצינורות ובמכלים. בגלל ההשפעה האפשרית השלילית על איכות המים, תהליך זה הופסק בחלק מהמקומות.

איזון רמת ה-pH[עריכת קוד מקור | עריכה]

רמת ה-pH של מים מזוקקים היא 7 (לא חומצי ולא בסיסי), ולמי ים ממוצע של 8.3 (בסיסיים מעט). אם המים חומציים, ניתן להוסיף להם סיד, נתרן קרבונט, או נתרן הידרוקסידי על מנת להעלות את ה-pH. חומצות כמו חומצה מלחית או חומצה גופרתית יוכנסו למים בסיסיים בנסיבות מסוימות על מנת להוריד את ה-pH. מים עם pH נמוך עשויים למוסס מתכות כבדות כמו עופרת מן הצינורות ולכן נוטים להשאיר את המים בסיסיים מעט.

הפתתה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הפתתה (מלשון פתיתים) היא תהליך הפיכת המים לצלולים, כלומר הסרת עכירות וצבע. שלב זה נעשה באמצעות הוספת חומרים שיגרמו להגדלת המוצקים על ידי התלכדות חלקיקים לפתית גדול יותר, ויצירת משקע, אשר ניתן להסיר אחר כך בסינון. המים מעורבבים באיטיות ליצירת מגע בין החלקיקים והתגבשותם לפתית גדול יותר. ניתן להשתמש בברזל (III) הידרוקסידי, אלומיניום הידרוקסידי או בPolyDADMAC.

שיקוע[עריכת קוד מקור | עריכה]

מים שעברו את אגן ההפתתה נכנסים לאגן השיקוע. זהו מכל גדול בו זרימה איטית, אשר מאפשר לפתיתים לשקוע לתחתית. הזרימה מן האגן היא מעל סכר כך שרק השכבה העליונה עוברת. הזמן המינימלי למים באגן השיקוע הוא בדרך כלל 4 שעות. השכבה שנוצרת בתחתית היא משמעותית ומהווה בדרך כלל בנפח 3%-5% מנפח המכל, ולכן יש להסירה.

סינון[עריכת קוד מקור | עריכה]

המים עוברים דרך מסנן נוסף להסרת הפתיתים שלא שקעו. שלב זה נעשה בדרך כלל בעזרת מסנן חול, בעל שכבה של פחם פעיל. אחר כך נעשה סינון בעזרת ממברנה. לצורך הסרת יונים מן המים משתמשים בחילוף יונים וממברנה חדירה למחצה.

חיטוי[עריכת קוד מקור | עריכה]

המים צריכים לעבור חיטוי על מנת להוציא מהם גורמי מחלות. החיטוי נעשה גם על ידי סינון וגם על ידי הוספת חומרי חיטוי למים בשלב האחרון בטיהור מי שתייה. גורמי מחלות כאלה כוללים נגיפים, חיידקים (למשל שיגלה ו-Escherichia coli), ופרוטיסטים (טפילים) כגון Giardia lamblia.

חיטוי בכלור[עריכת קוד מקור | עריכה]

השיטה הנפוצה ביותר לחיטוי היא באמצעות כלור או תרכובות שלו. כלור הוא מחמצן חזק, אשר הורג במהירות מיקרואורגניזמים רבים. מכיוון שכלור הוא גז רעיל, קיימת סכנה בשימוש בו. למרות שכלור יעיל כנגד חיידקים, הוא אינו יעיל כנגד טפילים היוצרים ציסטות במים.

חיטוי באוזון[עריכת קוד מקור | עריכה]

אוזון הוא מולקולה בלתי יציבה אשר מוותרת בקלות על אטום חמצן אחד ובכך מייצרת מחמצן חזק אשר רעיל לרוב האורגנימים החיים במים. חיטוי באמצעי זה מצוי נמצא בשימוש נרחב בעיקר באירופה. חיטוי זה יעיל גם כנגד טפילים היוצרים ציסטות, וכמעט נגד כל גורמי המחלות. ניתן לייצר את האוזון על ידי העברת חמצן באור אולטרה סגול או פריקה חשמלית. כדי להשתמש בו האוזון חייב להווצר במקום ולבעבע למים. אחד החסרונות העיקריים של חיטוי באמצעות אוזון הוא שהוא לא משאיר חומר חיטוי במים.

חיטוי באמצעות אור אולטרה סגול[עריכת קוד מקור | עריכה]

אור על-סגול יעיל מאוד במים בעכירות נמוכה (ויעילותו יורדת ככל שהמים עכורים יותר). החיסרון העיקרי שלו כמו האוזון, שהוא אינו משאיר חומר חיטוי במים.

תהליכים נוספים[עריכת קוד מקור | עריכה]

שיטות נוספות[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. הרתחה
  2. סינון באמצעות פחם פעיל גרגירי
  3. זיקוק
  4. אוסמוזה הפוכה

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]