מותק, המתפילים התכווצו

אסטרטגיה של ביזור לשימוש חוזר במים: שלושה מיזמים באוסטרליה ובארה”ב מספקים דוגמאות מעוררות השראה

World Water / דצמבר 2017

מים. אין צורך להכביר במילים שיתארו את חשיבותם, את המלחמות שהתחוללו סביבן ועל המשאבים העצומים שמשקיע העולם להבטחה של אספקת מים. הביקוש שהולך וגדל למים מתוקים מול היצע מוגבל היה תמיד מקור לדאגה ובמקומות רבים, הביקוש עולה על ההיצע. לאחרונה מתברר ומוכח בשטח, שבאמצעות טכנולוגיות אפקטיביות לטיהור מים ואסטרטגיות של שימוש חוזר, ניתן להפחית את השפעות הבצורת וגידול האוכלוסייה על מלאי המים.

עד כה התעמקנו ועסקנו במתקני התפלה ענקיים, אולי פה ושם היה באפריקה איזה ניסוי מקומי קטן, אבל בגדול, הגודל קצת כן קובע. הנה, פתרונות מבוזרים לשימוש חוזר במים יכולים למלא תפקיד חשוב בשימור וניהול מים. טיפול נכון בשפכים – הן במים שחורים (מי קולחין) והן במים אפורים (מי שופכין ביתיים שאין בהן הפרשות אדם)- בסמוך לנקודת הייצור, יכול להקל את הלחץ על משאבי המים הראויים לשתייה ולהביא תועלות סביבתיות וכלכליות רבות נוספות. מערכות מבוזרות אף מצמצמות את טביעת הרגל הסביבתית ומסייעות לחינוך הציבור, כי כך הוא קרוב יותר למתקן, מכיר בחשיבות ובחיוניות שלו. הנה כמה מקרי בוחן שמדגימים אסטרטגיות של שימוש מבוזר חוזר במים.

כפר אקולוגי באוסטרליה

הכפר האקולוגי בקורומבין נבנה ב-2007 על מגרש בגודל של  1,100 דונם בחוף הזהב של אוסטרליה. חזון המייסדים היה שכונה שתחושת הקהילתיות בה חזקה וטביעת הרגל הסביבתית חלשה. הכפר תוכנן כך שבכל הקשור באנרגיה, מים ומי שופכין, הוא יתבסס על עקרונות של קיימות. השטח לפיתוח כלל 147 מגרשים עבור בתים, בית קפה, ומרכז ציבורי גדול עם בריכת שחייה, מטבח, ספרייה, ומגרש משחקים.

אחת הדרכים להשפיע באופן משמעותי על תעשיית הפיתוח היא לזכות בפרסים והכפר האקולוגי בקורומבין קיבל יותר משלושים אותות הוקרה ברמה הבינלאומית, לאומית, מדינתית ומקומית.

הפרויקט נבע וסבב כולו סביב עקרון הקיימות. בשלב התכנון הובאו בחשבון אילוצים כגון אספקת מים מהימנה ובאיכות גבוהה לשימושים שאינם שתייה, הקמה בשלבים עד להשלמת המיזם, אסתטיקה וכן טביעה סביבתית הכי קטנה שאפשר. לכן המתכננים, המפתחים, הרשות המקומית, הממשלה וספקי הציוד סיפקו פתרונות כדי לעמוד באיכות מים מדרגה A+, עם היכולת לבנות את מה שנחוץ. המערכת שנבנתה הייתה חדשנית, נעימה מבחינה אסתטית, וידידותית לסביבה.

מתקן הטיפול במי השפכים של הכפר כולל חמישה רכיבי ציוד: מכלי טיפול ראשוניים, טיפול שניוני, בקרה על הריח באמצעות מסנני פחמן, סינון שלישוני וחיטוי עם UV וכלור.

שש יחידות  Orenco AdvanTex (כן כן, השם מסגיר שמדובר במסננים בטקסטיל) מטפלות בזרם יומי של 57 ממ”ק מים בממוצע ויכולות לטפל בכמעט 114 ממ”ק ביום. את האיכות הגבוהה של השפכים המטוהרים מנצלים שוב לשטיפת שירותים, רחיצת מכוניות, מכונת כביסה ובמקביל התושבים מצליחים לספק לעצמם את כמות המים הנדרשת להם. המתקן כולו מצויד גם במערכת טלמטריה וניטור בשלט רחוק, Orenco TCOM, המביאה בחשבון סיוע מחוץ לאתר באמצעות מעקב יומי וניהול נכסים.

התפקוד של המתקן מצוין, תודה ששאלתם. הנה, לפי המשרד לאיכות הסביבה של קווינסלנד למים ממוחזרים באיכות מדרגה A+ לשימוש חוזר (שאינו שתייה) נדרשים התנאים הבאים:

צריכת חמצן ביוכימית ((BOD קטנה מ-10 מיליגרם לליטר, כלל מוצקים מרחפים (TSS) קטן מ-10 מיליגרם לליטר (חלקיקים ממגוון גדלים ומקורות  הגורמים לעכירות המים ועלולים לפגוע בבריאות ובצנרת). עכירות קטנה מ-2 NTU (יחידות מידה למדידת עכירות באמצעות מכשיר נפלומטר), חיידקי אי קולי – ערך המדידה יהיה קטן מ-10 ל-100 CFU מיליליטר. וירוסים, פתוגניים גדולים מ-5 log removal (אמת מידה של היכולת של תהליכי הטיפול במים להסיר יצורים חיים זעירים פתוגניים).

כמה ההצלחה מסחררת? איכות השפכים בכפר האקולוגי עלתה בעקביות מעל ומעבר לדרישות אלה. את המדגמים אסף ובדק צד שלישי בין 11 בדצמבר, 2007, ו-24 ביוני 2013. המתקן הוא בר קיימא בזכות מספר מאפיינים ובהם שימוש בצינורות פוליאתילן ובבנייה אטומה למים כדי לחסל חדירה וחלחול וזרימה פנימה של מים ((I&I, עיכול אנאירובי של חומרים מוצקים, בניית מסנן ביחידת טיפול שניונית כדי להפחית את השימוש באנרגיה. במתקן גם נעשה שימוש חוזר בחומר מזין באמצעות השקיה, ריח נעים, עוצמת הרעש שלו הייתה נמוכה והוא ייצר כמה שפחות גז חממה, היה נעים לעין ועשה שימוש חוזר במים באיכות גבוהה.

השפכים המטוהרים מנוצלים לשטיפת שירותים, מכוניות וכביסה. יחידת טיפול במים אפורים באמצעות מסנני בד, של חברת Orenco Systems. מקור: אתר החברה

לויד, הרובע האקולוגי של פורטלנד הוא אחת השכונות העירוניות הראשונות שבהן מטפלים במים ממוחזרים באתר עצמו. מקור: ג’ים ג. מאלוני, biohabitats.com

פיתוח עירוני בר קיימא ברח’ הסאלו בפורטלנד, ארה”ב

פורטלנד היפה והעדכנית כל כך של אורגון היא עיר מיוחדת שרבים מתושביה מחפשים אלטרנטיבה לתלם המוכר, כך שלא מפתיע שהמערכת החדשנית הזאת הוצבה בלבה. שכונת לויד בפורטלנד היא אוסף צפוף של בנייני משרדים עם מרחב מועט למגורים. האזור מקבל שירות ממערכת ביוב שעולה על גדותיה ובה מי גשמים זורמים יחד עם מי ביוב, שלבסוף מטופלים כשפכים.

שלושת בנייני המגורים החדשים ובניין המשרדים הקיים הם מתחם ‘ליד פלטינום’ שכולל מאפיינים רבים של קיימות כגון גגות ירוקים (גג אקולוגי מכוסה צמחים), סדנת אופניים, גישה לתחבורה ציבורית, והרבה טכנולוגיות נוספות וידידותיות לסביבה וכן תאי שירותים למבקרים. זוהי גם אחת מהשכונות העירוניות הראשונות המטפלת וממחזרת את השפכים שלה באתר עצמו.

מערכת השפכים באתר נבנתה ב-2016, ומכונה NORM (מכשיר למחזור אורגני טבעי), והיא מטפלת ועושה שימוש חוזר בכ-170 ממ”ק ביום ממי השפכים המיוצרים באתר. המערכת מטהרת מי שפכים ומשביחה אותם עד לדרגה A של מדינת אורגון, ויש בה התקן לשימוש חוזר לשטיפת שירותים, השקיה, מגדל קירור (משמש להרחקת חום עודף ממבנים ותהליכים) והעשרת מי תהום. המיזם מפחית את העומס על השירות הציבורי, מונע תיקונים יקרים והרחבת תשתיות.

עיריית פורטלנד, כמו גם המשרד לאיכות הסביבה של אורגון תומכים באופן נלהב בגישה הזאת ולא בכדי, בזכות הקטנת התשלומים החד פעמיים על פיתוח מערכת הביוב ((SDC, מורגש חיסכון בתשלומי הביוב והמים.

צוות התכנון של המערכת, בהובלת ‘ביו-האביטאטס’ ובשיתוף פעולה עם ‘ג’י-בי-די ארכיטקטים’, ‘גלומק’ ו’פלייס סטודיו’, השתמש ברכיבים שונים של טיפול: מסנני טפטוף, קודם כול, אבל גם אגנים ירוקים, מערכת של ביצות מלאכותיות שמטרתן לחקות את תהליכי הטיהור המתרחשים בביצות טבעיות, מסננים טבעיים של זיהומים שונים בשפכים. גם שיטת סינון זעיר (microfiltration) ננקטה שם. את המים המטוהרים אוגרים עד השימוש בהם ומה שלא נוצל, מוזרק לתוך בארות יבשות, על מנת להעשיר את מי התהום בשטחים העירוניים הבלתי חדירים.

ישנם קווים מנחים למים ממוחזרים מדרגה A+, שמיועדים לשימושים חוזרים שאינם שתייה. מבלי להלאות את קוראינו בפרטים, סך החנקן בהם קטן מ-10 מיליגרם לליטר, העכירות חייבת להיות מתחת ל-2 NTU, ואי-קולי קטן מ- 2.2 cfu ל-100 מיליגרם (לממוצע של 7 ימים). מי שירצה להעמיק בנתונים הללו מוזמן לפנות אלינו למכון ונשלח לו.

המערכת הזאת מוצלחת משום שהתשתית לא רק מטהרת מים. בשילוב המערכת עם אלמנטים טבעיים של טיפול במים, כמו אגנים ירוקים, האזור שבו שוכנת המערכת מייצר הרבה יתרונות: זרימת הולכי רגל, גישה בשעת חירום, נוף, מיתוג ייחודי, טיפול במי שפכים, חינוך ומגוון ביולוגי שהולך וגדל.

שמורת סאמיט בכטל רזרב, מערב וירג’יניה, ארה”ב

תנועות הנוער יוצאות לטבע ברחבי העולם ובאופן טבעי, מאות אלפי הצעירים התזזיתיים מייצרים הרבה הרבה פסולת. היי, גם אנחנו היינו כאלה. שמורת הטבע שבה מתכנסת תנועת הצופים האמריקאית נפתחה ב-2013 ומתפרסת על פני 42,900 דונם. האתר נבחר גם בזכות שמורת ניו ריוור גורג’ הסמוכה, פארק בשטח של 283,280 דונם, הפופולרי בזכות הרפטינג במים גועשים, רכיבה על אופני הרים, טיפוס, ופעילויות נוספות.

המיקום הייחודי אפשר לצופים האמריקאים ליצור מודל לקיימות, כלכלת בית וניהול סביבתיים. האם זה אפשרי במקום שבו מתכנסים מדי קיץ עשרות אלפים? אז הנה לכם חינוך לקיימות:

השמורה תוכננה כך שצריכת האנרגיה שלה תהיה אפסית וכך גם פליטות הפחמן וזאת באמצעות שימוש בפנלים פוטו-וולטאיים, טורבינות רוח, ותאי דלק. בארות גיאותרמיות עם משאבות חום צמודות לקרקע מייצרות מים מקוררים וחמים. מי גשמים נלכדים ומנוצלים, וחדרי אמבטיה שבהם שירותים אקולוגיים או שירותים שבהם הצואה והשתן נאספים לתוך מכל ללא שימוש במים, במטרה להפכם בסופו של דבר לקומפוסט. המקלחות משתמשות במים בטמפרטורת הסביבה ומפחיתות את השימוש במים בכ-50 אחוז.

באמצעות אסטרטגיות “תכנון פאסיבי” מנצלים את אור היום הטבעי לחימום וקירור המבנים וזאת בהתבסס על צורתם ומיקומם. שניים מהמבנים באתר תוכננו לעמוד בדרישות של ‘ליווינג בילדינג צ’לאנג”, תכנית בינלאומית המקדמת בנייה סביבתית ובת קיימא.

כל אלו יצטרכו לשירותים מתישהו וכך בין לילה עבר מחנה הצופים משימוש מינימאלי למלא במהלך כינוס הצופים השנתי, מה שהצריך מערכת טיהור המסוגלת לעבור מאפס למאה תוך 24 שעות ביממה. כינוס הצופים הלאומי בשמורה, 2017. מקור: גטי אימג’ז

מאפס למאה בין לילה

למתכנני מערכת מי השפכים במיזם היו כמה דרישות מיוחדות. 336 מבני המקלחות נבנו בקבוצות של שלוש ובכל קבוצה המתכננים דרשו מערכת טיהור של מים אפורים עם יכולת טיהור של 7.6 ממ”ק ביום. המתכננים דרשו גם שימוש מינימאלי בפי-וי-סי, עם רכיבים  שנעשו מפיברגלס ופוליאתילן בעל צפיפות גבוהה בכל מקום שזה אפשרי. בין לילה עבר מחנה הצופים משימוש מינימאלי למלא במהלך כינוס הצופים השנתי, מה שהצריך מערכת טיהור המסוגלת לעבור מאפס למאה תוך 24 שעות ביממה.

בכל אחת ממערכות המים האפורים יש זוג מערכות טיהור, שפגשנו כבר בכפר האקולוגי באוסטרליה: ‘אורנקו אדוונטקס’. יחידות אלה משלבות בין מחזור מים למכל סינון שבו המים עוברים במסנן בד. אחרי טיפול ביולוגי, מי השפכים נשאבים דרך חיטוי אולטרה-סגול למכל לחץ, ושם משמשים לשטיפת משתנות ושירותים. משם המים זורמים לבור שופכין ונשלחים למערכת טיפול בשפכים. מי השפכים מטוהרים לאחר מכן ועוברים חיטוי לפני שהם מפוזרים לתוך אדמות היער לניקוי נוסף, שמגן על איכות המים ומעשיר את מי התהום.

אחת ממטרות הקיימות של תנועת הצופים האמריקאית הייתה לטפל בכל השפכים של האתר. במקביל, תפקידם של המהנדסים היה להבטיח כי איכות המים של ניו ריוור לא תינזק מעשרות אלפי  הדיירים הזמניים במהלך הג’מבורי של הצופים. גם נצילות האנרגיה קיבלה תפקיד חשוב בתכנון. מערכות הטיהור של ‘אורנקו’ עמדו בכל דרישות המיזם.

מערכת טיהור המים האפורים בשמורת ‘סמיט בכטל רזרב’ מתוכננת לטהר ולהחזיר לשימוש יותר מ-757 ממ”ק מים ביום, מה שיביא לחיסכון של יותר מ-7,571 ממ”ק ביום של מים במהלך הג’מבורי. בזכות הטיהור הטבעי והביולוגי והיעילות האנרגטית של יחידות ‘אדונטקס’ תעמוד השמורה ביעדי הקיימות וההגנה על השמורה הסמוכה ניו ריוור. טיהור המים האפורים מפחית את השימוש במים ראויים לשתייה ב-30 אחוז ושומר על הקרקע של האזור, שהייתה נדרשת לסלק יותר שפכים אילו המים לא היו מנוצלים פעמיים.

להתפזר, להתפזר

השינוי בפרדיגמה כבר יצא לדרך. מאחר שמצד אחד מתרחשת תופעה של שינוי אקלימי ובמקביל האוכלוסייה גדלה, דיונים בינלאומיים או מקומיים, כולם שמים במרכז את הצורך בגמישות גדולה יותר בתשתית המים שלנו. כיום מקובל מאוד לאגור ולטפל בסוגים שונים של שפכים לשימוש חוזר של מים שלא מיועדים לשתייה. כתוצאה מכך, קהילות ברחבי העולם מחפשים אלטרנטיבות משולבות ומבוזרות לשימוש חוזר במים.

שינוי סביבתי יגיע רק כשנתמקד בגישות אחראיות לניהול מקורות מים ונמצא תחליפים מועילים מהזווית של איכות הסביבה, בפתרונות מים שיספקו תועלת הוליסטית לקהילות שלנו. התמקדות זו תסייע לנו לחנך את המהנדסים של העתיד, להתאים את הרגולציות לצורכי התעשייה המשתנים, ולקדם ניהול משולב של מים, תוך שימת  דגש מיוחד על מחזור מים אחראי ועל היתרונות שבפתרונות מבוזרים של שימוש חוזר במים.

מתקן של ביוהביטאטס להתפלת מים