שפד"ן

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
לחצו כדי להקטין חזרה
שפד"ן אגמון הסופרלנד יס פלאנט תל יונה אצטדיון הברפלד מנחת ראשון לציון אגם הנקיק שפד"ן בית הספר הארצי לכבאות ולהצלה סופרלנד מחלף חולות מחלף מבוא איילון תחנת הרכבת ראשון לציון משה דיין מחלף משה דיין נתיבי איילון נתיבי איילון כביש 441 בית העלמין הדרום (בת ים) חולות ראשון לציון חולות ראשון לציון הים התיכוןRslclh map.png
אודות התמונה

מפת אזור חולות ראשון לציון

מכון טיהור שפכי גוש דן (בראשי תיבות: השפד"ן) הוא מכון לטיהור שפכים שהוקם בחולות ראשון לציון בשנת 1969 על ידי איגוד ערים דן לתשתיות איכות הסביבה ("איגודן").

זוהי מערכת מורכבת, בין-אזורית, לאיסוף, טיפול והשבה של שפכים עירוניים בשטח עירוני מאוכלס בצפיפות, הכולל גם אזורי תעשייה. מערכות האיסוף וההולכה הראשיות של איגודן לתשתיות איכות הסביבה מורכבות ממאסף הירקון, ממאסף איילון וממאסף לאורך שפת הים, כאשר אורכם הכללי של המובלים הראשיים והמשניים מגיע לכ-100 קילומטר של צינורות בקטרים בין 60 סנטימטר ל-2.2 מטר.

מערכת ההולכה הראשית של המפעל להעברת השפכים הגולמיים מתחילה בתחנת השאיבה רדינג בצפון תל אביב, ממשיכה לאורך חופי תל אביב עד לתחנת השאיבה בסה שבכניסה ליפו, ומשם דרך יפו בת-ים עד למכון הטיהור שבאתר שורק.

תפקיד המפעל הוא ניקוז וטיהור השפכים המגיעים אליו באמצעות צנרת ההולכה. הטיהור במפעל מתבצע בבריכות ענק בתהליך מכני-ביולוגי, אשר בסופו מחלחלים המים לחול המשמש כמסנן הטבעי והסופי. המים המטוהרים משמשים להשקיה חקלאית לכל סוגי הגידולים בארץ ללא הגבלה. תוצר הלוואי העיקרי של תהליך הטיהור הוא הבוצה - המורכבת ברובה מחיידקים ומכילה בין השאר מתכות כבדות ורעלנים.

בפברואר 1987 הושלמה בנייתו והפעלתו של המכון המכני-ביולוגי לטיפול בשפכים באתר שורק (שלב א'), ובמרץ 1996 הופעל גם שלב ב' של המכון. מאז מטפל המכון בכל שפכי גוש דן רבתי, כמות של כ-140 מיליון מטר מעוקב בשנה ומי השפכים אינם מוזרמים יותר לים התיכון כבעבר.

מפעל השפד"ן הפך למקור המים השני בגודלו בישראל, לאחר המוביל הארצי, ולמפעל המתקדם מסוגו בכל אגן הים התיכון. מי השפכים המטוהרים מספקים למעלה מ-70% מצריכת ההשקיה החקלאית בשדות הנגב.

מטרותיו העיקריות של השפד"ן הן:

  1. צמצום זיהום הסביבה ומניעת סיכוני בריאות על ידי הקמת מערכת איסוף וסילוק שפכים.
  2. מניעת הזרמת שפכים גולמיים לאפיקי נחלים ולים.
  3. סיוע בהגנת ושימור מקורות המים המצומצמים. המים המושבים מסופקים לחקלאות, לאחר טיפול נוסף במערכת קרקע-אקווה (SAT) המבוצע על ידי חברת מקורות.

בשנת 2012 בחר האו"ם במערכת טיהור השפכים של גוש דן, יחד עם שלושים פרויקטים אחרים מהעולם, כמהווה דוגמה ליכולתן של רשויות מקומיות להתמודד עם בעיות סביבתיות. הבחירה נעשתה בזכות השיטה הייחודית של שימוש בתכונות הסינון הטבעי של חול על מנת לשפר את איכות השפכים[1].

היסטוריה[עריכת קוד מקור | עריכה]

באוגוסט 1956 נוסד איגוד ערים דן, על מנת לפתור את בעיית הביוב של תל אביב-יפו, רמת גן, גבעתיים, בני ברק, פתח-תקווה, חולון ובת ים. באותה תקופה זרם הביוב הגולמי לים התיכון, אם דרך אפיקי הנחלים באזור (איילון, ירקון ושורק) ואם דרך צינורות ייעודיים. לצורך הטיפול בביוב הוקם בחולות ראשון לציון מכון טיהור. המפעל נחנך בדצמבר 1969. בשלב הראשון הוזרמו אליו שפכי חולון ובת ים, ושטח אגני החימצון היה 560 דונם. למפעל קמו מתנגדים רבים מבין תושבי הסביבה, ובפברואר 1970 אף הופסקה הזרמת השפכים אליו, עקב מטרדי ריח קשים. ב-1973 השתרעו אגני החימצון על פני 750 דונם, והם קלטו כ-10 מיליון מ"ק שפכים בשנה.

תהליך טיהור השפכים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערכת סינון ראשונית המסלקת מהשפכים גבבה, מוצקים, חול ושמנים.
ריאקטור ביולוגי ובוצה.
מכל שיקוע (מצלל).

תהליך טיהור השפכים נעשה באמצעות תהליכים ביולוגיים טבעיים הגורמים לסילוקם ופירוקם של החומרים האורגאניים הנמצאים בשפכים. המגזר הביתי פולט לשפכים בעיקר נתרן ובורון שמקורם בדטרגנטים. הפחתת ריכוז החומרים בדטרגנטים המשווקים בארץ, עקב חקיקה שהושלמה ב-2011, גורם להפחתה עקבית של מזהמים אלה בשפכים.

תהליך הטיהור בשפד"ן מורכב מארבעה שלבים:

  1. קדם טיפול: פסולת קשה ("גבבה") הכוללת קרשים, שקיות פלסטיק, סמרטוטים וכיוצא בזה מסולקת מהשפכים בעזרת מגובים (מסננות). משם עוברים השפכים למתקן שיקוע, בו מסולקים חומרים כבדים כגון שומנים, אבנים וחול, אשר שוקעים אל קרקעית המתקן. כל הפסולת שנאספת בשלב זה, לרבות חול, מועברת לאתרי פסולת ברחבי המדינה.
  2. מכלי אוורור (ריאקטורים) ביולוגיים: בשפד"ן ארבעה מכלי אוורור בנפח של 55,000 מ"ק כל אחד, המצוידים ב-36 מאווררים כפולים, שתפקידם להחדיר חמצן לתוך השפכים, ולדאוג לזרימה טובה של האוויר בתוך המכל. החמצן מאיץ את התפתחותם של חיידקים מעכלי פסולת. לפני העברתם לשלב האנוקסי, מושרית תערובת החיידקים והמים כשעה בתוך מכל אנארובי על מנת לקטול חיידקים לא מועילים ולזרז את פירוק החנקן (דניטריפיקציה). משם הם מועברים לבריכה הפתוחה שם, בסביבה אירובית, מתחיל התהליך האנוקסי בו החיידקים אוכלים את המזהמים בשפכים ומפרקים את החומרים האורגניים. תהליך זה נמשך כ-12 שעות ובתומו מועברים השפכים יחד עם החיידקים ה"שבעים" למכלי שיקוע (מצללים).
  3. מכלי שיקוע (מצללים): בשפד"ן 12 מכלי שיקוע, בנפח של כ-7,500 מ"ק כל אחד. במכלי השיקוע מופרדים החיידקים (שהצטברו לבוצה) מהמים באמצעות שיקוע פיזיקלי. במצללים ישנם גשרים מסתובבים שאליהם מחוברות מגרפות, הנעות על רצפות המכלים וגורפות את הבוצה, ששקעה אל מרכז המכל. תהליך זה נמשך כחמש שעות. עם סיומו מוחזרת כ-90% מהבוצה אל מכלי האוורור הביולוגיים כמצע חיידקים לשם טיהור שפכים נוספים, ואילו יתרת הבוצה מוזרמת לים. ההזרמה לים נעשית באמצעות צינור ימי, אשר נקודת יציאתו נמצאת במרחק של כחמישה קילומטרים מהחוף ובעומק של כארבעים מטרים. לאחר הטיפול במכלי השיקוע, הופכים השפכים למי קולחין, המועברים למפעל השבה, שם מבוצע תהליך טיהור סופי שבו מוחדרים הקולחין לשדות חול ולאגירת המים באקוויפר.
  4. מתקני החדרה: מי הקולחין מועברים לחברת מקורות, שמחדירה אותם לקרקע חולית. החול, שנחשב לפילטר הטבעי הטוב ביותר, משמש כמסננת אחרונה למים. המים מחלחלים במשך כ-400 יום תוך כדי סינון עדין דרך גרגרי החול הצפופים, ושוקעים לקרקע מוצקה. לאחר החדרתם לקרקע ניתן להשתמש במים כבמי השקיה (איכותם קרובה לאיכות מי שתייה), והם נשאבים ומוזרמים להשקיית חקלאות הנגב.

התהליך הביולוגי[עריכת קוד מקור | עריכה]

טיהור השפכים נעשה באמצעות האצת תהליכים ביולוגיים טבעיים, הגורמים לסילוק החומרים האורגנים הנמצאים בשפכים ולפירוקם. לשם כך, מרבים במים חיידקים "זוללי פסולת", המעכלים את חומרי הפסולת שבשפכים ומפרקים אותם. על מנת להרבות את החיידקים, מועשרים השפכים בחמצן המוחדר לתוכם באמצעות בית חרושת למים.

בתהליך הביולוגי מנוצלים סוגי חיידקים ובקטריות, המעכלים את חומרי הפסולת, תוך החדרת חמצן למים בעזרת מאווררים כדי לאפשר את הפרדת המזהמים מהמים, מביאים את אוכלוסיית החיידקים לידי ריבוי, עד לכמות שתספיק לעכל את חומרי הזיהום בזמן נתון.

תנאי הקיום של החיידקים האירוביים הללו, הם אספקת מזון אורגאני המצוי בשפכים וחמצן. לאחר סיום שלב העיכול החיידקים מתפתחים לגושים יותר גדולים, שניתנים להפרדה מהנוזל בעזרת שיקוע, ולאחר השיקוע מתקבלים קולחין באיכות גבוהה.

כאמור, תהליך הטיפול הביולוגי מבוסס כולו על תהליך הבוצה המשופעלת, המורכבת מאוכלוסייה צפופה של אותם מיקרו-אורגניזמים המוחזקים במצב של פעילות גבוהה ומתמדת בבריכות בטון מתוכננות לכך, (ריאקטורים ביולוגיים) אשר לתוכם מוזרמים שפכים גולמיים מסוננים. המיקרו-אורגניזמים מפרקים את תרכובות הפחמן והחנקן שהם עיקר המרכיבים של הביוב העירוני והתעשייתי.

כדי לקיים את הפעילות המתמדת של האוכלוסייה המיקרו-ביולוגית (ביומסה) ולקבל את הטיפול הנאות, המיקרו אורגניזמים בשפכים נשארים בריאקטור הביולוגי לתקופה של בין 12 עד 14 שעות בממוצע. באותה עת הביומסה מועשרת בחמצן המוחדר לריאקטור הביולוגי באמצעים מכניים (יחידות אוורור אופקיות) וממשיכה להתערבל על ידי סחרור בתוך הריאקטור.

לפני הגיעו לריאקטור הביולוגי עובר הביוב הגולמי טיפול מוקדם הכולל סינון דרך מערכת כפולה של מגובים לסילוק מוצקים מרחפים בלתי מתפרקים, ודרך אגני גרוסת לסילוק חול ושומנים צפים. כל החומרים שהופרדו בסינון, שיקוע החול, הצפת שומנים, וחומרים אנאורגאניים אחרים מסולקים במכלי מתכת סגורים לאתרי קבורה מחוץ למכון הטיהור.

לאחר יציאתו מהריאקטורים הביולוגיים, הנוזל המעורב, המורכב מקולחין מטוהרים וביומסה בתרחיף, עובר לאגני שיקוע שמטרתם להפריד בין מרכיבי הנוזלים המעורבים לקולחין בעכירות מינימאלית ולבוצה משופעלת (ביומסה) מוסמכת המוחזרת בחלקה הגדול לתהליך וחלק מסוים כעודפי ביומסה, להרחקה לים.

חברת מקורות, שאליה מועברים מי הקולחין, מחדירה אותם לקרקע חולית. החול נחשב לפילטר הטבעי הטוב ביותר, ומשמש כמסננת אחרונה למים. במשך כארבע-מאות ימים מחלחלים המים, בסינון עדין מבעד לגרגרי החול הצפופים, ושוקעים לקרקע מוצקה. בתום תקופה זו, ניתן להשתמש במים כבמי השקיה מעולים הקרובים מאוד באיכותם לאיכות מי שתייה, והם נשאבים ומוזרמים להשקיית חקלאות הנגב.

טיפול בבוצה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הבוצה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הבוצה היא הפאזה המוצקה, הנוצרת במהלך הטיפול בשפכים. מרבית הבוצה היא המאסה המיקרוביאלית אשר נוצרת כתוצאה מפירוק החומר האורגני בשפכים, כאשר כמות הבוצה היבשה תלויה בכמות הביוב המגיעה למתקני טיפול בשפכים ובעומס האורגני בשפכים.

סילוק הבוצה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מפעל השפד"ן מקבל כ-380,000 מ"ק שפכים ליום, ומייצר בסוף התהליך כמות של כ-15,000 מ"ק בוצה ליום (בריכוז של 1% חומר יבש) כאשר עודף הבוצה המשופעלת (בוצה ביולוגית שניונית בלבד) מסולק כיום לים על ידי משאבות צנטריפוגליות חלופיות דרך צינור באורך של 11 ק"מ סה"כ (6 ק"מ צינור יבשתי ו-5 ק"מ צינור ימי) בקוטר של 360 מ"מ. המוצא הימי מסתיים במערכת פיזור בעומק של 38 מטרים. המוצא הימי מאושר כיום על ידי השלטונות כפתרון לסילוק עודף בוצה וזאת באמצעות היתר הזרמת בוצה לים המתחדש מעת לעת על ידי הוועדה הבין-משרדית למתן היתרים.

במהלך השנים האחרונות בוצעו באופן עקבי סקרים על הסביבה הימית מסביב לאזור סילוק עודף הבוצה לים ובאזור נייטרלי, על מנת לבדוק השפעה אפשרית על הסביבה. הסקרים החלו בשנת 1977, לפני הפעלת המכון המכני-ביולוגי, ונמשכים ברציפות עד עצם היום הזה. מסקנתם היא שלמעט השינוי בשונות בסביבת המוצא, אין השפעתו ניכרת על מארג המזון הפנימי והחיצוני של הים. כעת נבדקת סביבת אתר הסילוק באופן שיטתי על ידי המכון לחקר ימים ואגמים: ממצאי הבדיקה מצביעים על אתר שאינו צובר ללא השפעה מזהמת נרחבת. החל משנת 1998 משמש המוצא הימי גם כנקודת סילוק לתמלחות ולשפכי תעשיית פאק"א במסגרת הסכם בין אגוד ערים דן, התאחדות התעשיינים והמשרד לאיכות הסביבה.

טיפול בפסולת[עריכת קוד מקור | עריכה]

היות שתהליכי הטיהור בשפד"ן לא מאפשרים הרחקת מתכות הכבדות מהשפכים, מוצאות המתכות הכבדות את דרכן לבוצה ויחד איתה לים. במסגרת הניסוי במפעלי התעשייה בגוש דן מוצבים מכלים מיוחדים, אליהם נאספים השפכים, הפסולות הנוזליות, הבוצות המוצקות ושרפים חד פעמיים שמכילים מתכות כבדות. לאחר שהתמלאו, המכלים משונעים לאתר הפסולת הרעילה בנאות חובב, שם הם נאטמים הרמטית, ומוטמנים בקרקע.

האיגוד בחר בחלופה החקלאית כפתרון יבשתי לבוצת השפד"ן. זאת, בתיאום עם משרדי הממשלה, עיריית ראשון לציון והארגונים הסביבתיים, שבראשם עמותת "אדם, טבע ודין".

אחרי בחינת כלל הפתרונות לטיפול יבשתי בבוצת השפד"ן, החליט האיגוד לקדם גם את החלופה החקלאית לטיפול בבוצה שמשמעותה עיבוד הבוצה ופיזורה בשטחים החקלאים כחומר דישון, מאחר שהיא מספקת תמורה סביבתית, חברתית וכלכלית הולמת.

ביוני 2010 הצהירה הנהלת השפד"ן בדו"ח לוועדה למתן היתרי הזרמה לים, כי היא צפויה להפר את תנאי ההיתר שקיבלה ולא תעבור לטיפול יבשתי בבוצה ביוני 2012, כפי שהתחייבה וכי צפוי עיכוב של כשבעה חודשים לפחות בישום.

השבה לחקלאות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מדינת ישראל סובלת ממצוקת מים הנובעת מאי סדירות הגשמים ומחסור במים שפירים, דבר המחייב שימוש חוזר בשפכים מטוהרים להשקיה חקלאית. תהליכים תעשייתיים וביתיים פולטים מלחים אנאורגאניים לשפכים. במכוני הטיפול הקונבנציונאליים המתבססים על טיפול ביולוגי, כדוגמת השפד"ן, לא ניתן לטפל במלחים אלה, והם מביאים להמלחת הקולחין ופסילתם להשקיה.

כל מי הקולחין המופקים מהמכון המכני-ביולוגי (כמות שנתית של כמאה ושלושים מיליון קוב) מוחדרים לאקוויפר לסינון סופי דרך אגני חידור המורכבים חול בעומק כמה עשרות מטרים. לאחר תקופה של כשלוש מאות עד ארבע מאות יום נשאבים המים מן האקוויפר בעודף על מנת שלא יתערבו עם מי השתייה ומועברים לנגב המערבי להשקיה חקלאית. כיום כ-70% מהחקלאות בנגב מושקית באמצעות מי קולחין של המפעל, מה שמאפשר חיסכון של מיליוני ליטרים של מי שתייה.

השפד"ן מייצר מי השקיה הקרובים מאוד באיכותם לאיכות מי שתייה ולמעשה הסיבה העיקרית לחוסר השימוש במים אלה כמי שתייה היא ההתנגדות הציבורית לשימוש במים שבעבר היו מי קולחין כמי שתייה.

הזרמת הבוצה לים[עריכת קוד מקור | עריכה]

השלב השני בתהליך טיהור המים, הוא מעבר השפכים דרך "ריאקטורים ביולוגיים". כפי שצויין למעלה, בריאקטורים אלה מוגברת זרימת החמצן, כדי לאפשר לחיידקים הנמצאים בשפכים לפרק את החומרים האורגניים המרכיבים אותם (תהליך זה מספק לחיידקים תנאים מעולים, ומאפשר להם להתרבות).

הגבבה אותה מפרקים החיידקים מכילה ברובה חומרים אורגניים, אותם מפרקים החיידקים ללא קושי, אך יש בה גם רעלנים ומתכות כבדות אותם לא מסוגלים החיידקים לפרק. עקב כך, בתום התהליך מכילים בתוכם חלק מן החיידקים מתכות כבדות.

בשלב השלישי בתהליך הטיהור, מופרדים החיידקים (שמתגבשים לבוצה) ממי הקולחין בתוך מכלי שיקוע. כ-90 אחוזים מהבוצה מוחזרת לריאקטורים הביולוגים (שיטה חסכונית, המכונה "בוצה משופעלת"). למרות זאת, נותרים 10 האחוזים בעייתיים, שלא ניתן לעשות בהם שימוש חוזר.

הפתרון לעודפי הבוצה הוא הזרמה לתוך הים, אך דבר זה גורם נזקים ופוגע רבות בסביבה הימית ובשרשרת המזון ועלול להוביל לנזק לבני האדם שאוכלים דגים שניזונו מן הבוצה המזוהמת. עקב הבעיה, הופעלו לחצים רבים על מפעל השפד"ן ועל עיריית ראשון לציון למצוא פתרון לעודפי הבוצה.

גורמים אלו ניסו לקדם במהלך השנים האחרונות פתרון יבשתי, והוא הקמת מתקן ל"טיפול תרמי" (שריפת הבוצה), אך בדיון שנערך ב-13 בפברואר 2006, מחו נציגי העמותה "אדם טבע ודין" נגד שריפת הבוצה (בטענה שהדבר לא מהווה פתרון לבעיה, אלא רק מעביר את הזיהום ממקום למקום), והציעה כחלופה לייעד את בוצת השפד"ן לדישון. (ראו כתבה בקישורים חיצוניים). עקב לחציה הרבים של העמותה, הוחלט לבסוף ב-22 בינואר 2008 על ביטול הקמת המשרפה לבוצה, וקידום החלופה החקלאית לטיפול בבוצה.

היקף השימוש[עריכת קוד מקור | עריכה]

השפד"ן משרת אוכלוסייה של למעלה מ-2 מיליון תושבים בשטח עירוני ותעשייתי של כ-220 קמ"ר, הכולל את הערים: תל אביב-יפו, רמת גן, גבעתיים, בני ברק, פתח תקווה, חולון, בת ים, ראשון לציון, קריית אונו, ראש העין, רמת אפעל, יהוד, גבעת שמואל, גני תקווה, כפר אז"ר וכפר קאסם. מדי שנה זורמים לשפד"ן מערים אלו כ-123 מיליון מ"ק ביוב, המהווה כשליש מכמות השפכים הנוצרת בישראל. הקולחין המסוננים בשפד"ן מהווים מקור מים חשוב שכן כמעט כולם מנוצלים להשקיה בחקלאות בדרום המדינה ומספקים כ-70% מתצרוכת המים להשקיה בנגב. המפעל מנוהל על ידי "איגוד ערים דן לביוב", והשם שפד"ן משמש לעתים כשם לגוף המנהל ולא רק למפעל.

פרשת הזרמת השפכים לים[עריכת קוד מקור | עריכה]

ב-28 בינואר 2003 התפוצץ צינור הביוב הראשי של השפד"ן בקטע שעובר ברחוב עזה ביפו. מי השפד"ן הלא-מטוהרים פרצו החוצה בזרם אדיר, דירות הוצפו במי ביוב, ועשרות חנויות ובעלי עסקים ניזוקו. אנשי איגוד הערים לביוב החליטו להזרים את השפכים לים מבלי לקבל את אישור ועדת החריגים. בעקבות אירוע זה הוגשו כתבי אישום נגד בכירי האיגוד.

בעקבות הפרשה הונח בשדרות ירושלים ביפו בסוף 2004 צינור ביוב עילי על מנת לאפשר את שיפוץ המערכת. הצינור הוצב מבלי לאפשר לתושבים להתנגד לכך ואכן עורר התנגדות עזה. הצינור פורק, כפי שהובטח על ידי איגוד הערים דן לביוב, באמצע 2005, עם תום השיפוץ.

מרכז המבקרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

במרכז המבקרים בשפד"ן

בשפד"ן יש מרכז מבקרים הממוקם בליבו של המפעל. במהלך הביקור במרכז נחשפים בפני המבקרים החיים מתחת לפני הקרקע במטרופולין גוש דן. במקום מוצג סרטון לימודי, המלמד עובדות לגבי גוש דן, ולגבי מפעל השפד"ן עצמו. ישנה הדמיה של סיור בצינור תת-קרקעי והיכרות עם תהליכי מיחזור המים. המרכז מארח משלחות מכל העולם, והסיורים בו מותאמים לשפות רבות. המרכז הנגיש לבעלי מוגבלויות זכה באות נגישות ישראל לשנת 2008.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קואורדינטות: 31°57′18.4″N 34°44′15.86″E / 31.955111°N 34.7377389°E / 31.955111; 34.7377389