אפשר לנצל את המים פעמיים

כ-60 אחוז מהמים הנצרכים בשימוש ביתי, שהם כ-100 ליטר לנפש ליום, הופכים למים אפורים - מים שמקורם במקלחת, באמבטיה, בכיור הרחצה. במטבח ובכביסה. השאר נצרכים בעיקר לשטיפת אסלות (כ-55 ליטר לנפש ליום) וכן להשקיית גינות (כ-8 ליטר לנפש ליום בממוצע). אך למה דרושים מים נקיים הראויים לשתיה כדי להדיח את האסלה, והאם אפשר להשתמש מחדש במים הביתיים כדי להשקות את הגינה נניח? התשובה היא כן, ובדיוק על כך עמלים ביחידה להנדסת סביבה מים וחקלאות בטכניון.

מדינת ישראל סובלת מזה שנים ממחסור במים שפירים - מים הראוים לשתיה. כבר שנים מנצלת המדינה את כל מקורות המים השפירים שלה, הנאמדים בכ-1,500 מיליון מטרים מעוקבים בשנה. אך כבר שנים שהדרישה למים גבוהה מכמות המים הזמינה, ולכן מנצלת המדינה מקורות מים שוליים – מים שאינם ראויים לשתייה ומחייבים טיפול לפני השימוש - בהיקף של כ-550 מיליון מטרים מעוקבים לשנה.

החקלאות, שהייתה במשך שנים צרכן המים הגדול במדינה, ויתרה בהדרגה על השימוש במים שפירים ועברה לשימוש במים שוליים. כיום החקלאות משתמשת בכ-1,300 מיליון מטרים מעוקבים מים בשנה, שכמחציתם מים שפירים והשאר הם מי שפכים מטופלים הנקראים קולחים, מים מליחים ומי שטפונות. המים השפירים שנחסכו משמשים את המגזר העירוני, שהפך לצרכן הגדול ביותר של מים שפירים (720 מיליון מטרים מעוקבים בשנה) ואת המגזר התעשייתי, המשתמש בכ-120 מיליון מטרים מעוקבים בשנה.

אם בחקלאות אפשר - למה לא בבתים?

ישראל היא מהמובילות בעולם ביישום השימוש החוזר במי שפכים מטופלים להשקיה חקלאית, וכ-60 אחוז מהשפכים העירוניים מטופלים ומושבים לשימוש חוזר להשקיה. כדי להבטיח שימוש חוזר בטוח במי שפכים בחקלאות - ללא היבטים שליליים לבריאות התושבים, לסביבה, לקרקע ולגידולים - יש לטפל בהם באופן המיטבי. כיום הטיפול בארץ מתקדם לעבר הטיפול השלישוני (מתקדם יותר מהטיפול הנהוג כיום). אך במקביל ישנו עניין להרחיב את השימוש במים ולצרוך אותם גם במגזר העירוני להדחת אסלות, רחיצת מכוניות או השקיה ביתית.

כדי לעשות זאת יש לשדרג את הטיפול במי הקולחים לאיכות מעולה, שתאפשר שימוש חקלאי בלתי מוגבל וכן שימוש עירוני. זאת ניתן לעשות על ידי שימוש בטכנולוגיה המנצלת ממברנות ואמצעים אחרים, המנקים את המים מחומרים אורגניים, שאריות של חומרים רפואיים או רעלים וממלחים. הטיפול מונע גם המלחה וזיהום של מי התהום והקרקע כתוצאה מהשימוש החוזר, ומפחית את הפגיעה ביבולים רגישים בעת ההשקיה.

מכלול ממברנות לטיפול במים - במצב סגור ופתוח. תצלום ג' - ממברנה בודדת

הטכנולוגיה משלבת ממברנות מסוגים שונים, כמחסום המסוגל להפריד מהמים חיידקים גורמי מחלות, מוצקים מרחפים וחומרים מומסים גדולים. ממברנות אוסמוזה הפוכה (טכנולוגיה המשמשת בהתפלה) מסוגלות להרחיק מהמים גם מולקולות קטנות. התוצאה טובה יותר בהשוואה לשיטות אחרות.

בעיה שבה נתקלו המפתחים מקורה בעובדה שבקולחים - בשונה ממים מליחים ומי-ים - קיים ריכוז גבוה יותר של חומרים אורגניים ומזינים (כמו זרחן וחנקן), אשר עשויים לגרום להתפתחות מאסיבית של חיידקים על פני הממברנות - ולסתימתן. הסתימה משפיעה כמובן על יעילות התהליך- איכות המים המופקים וכמותם.

המים של המקלחת ידיחו את האסלה

בפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית ובמכון גרנד למחקר המים שבטכניון חוקר פרופ' דוזורץ את השימוש בממברנות להפקת קולחים באיכות מעולה. הניסיונות מבוצעים בביוב עירוני המתקבל משכונת נווה שאנן בחיפה. המטרה היא למצוא את הדרך לטהר מי קולחים לשימוש בלתי מוגבל בחקלאות שלא יהיו לו כל השפעות שליליות על התוצרת החקלאית, הקרקע, מקורות המים והסביבה. חלק מהניסוי כולל טיפול מוקדם לחיידקים שבמים לפני הסינון ומציאת פיתרון לבעיה סתימת הממברנות.

מים אפורים לפני ואחרי טיפול

ביחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות חוקרים שימוש דומה בממברנות לסינון מים אפורים בהירים - שפכים ממקלחות, אמבטיות וכיורי רחצה - כדי להשיבם באופן בטוח למגזר העירוני. מחקרים דומים מתבצעים בנושא זה במקביל באוסטרליה, בריטניה, ארה"ב, גרמניה ויפן.

כאמור - כ-100 ליטר של מים הופכים מדי יום למים אפורים; כ-55 ליטר של מים שפירים נצרכים ביום להדחת אסלות. מכאן שלמיחזור מים אפורים ברמת הבית או השכונה פוטנציאל גדול לחיסכון ולהפיכת השימוש העירוני לבר קיימא. מחקר קודם שביצע דר' פרידלר הראה בחישוב זהיר כי אם תותקן מערכת למיחזור מים אפורים להדחת אסלות ב-30 אחוז מבתי האב בארץ (בעיקר בבניינים גדולים עם יותר מ-12 דירות) ניתן יהיה לחסוך בעוד 20 שנה כ-50 מיליון מטרים מעוקבים של מים שפירים בשנה. חיסכון נוסף אפשרי אם מערכות דומות יותקנו במקביל גם בבתי מלון או בבנייני משרדים ומרכזי ספורט הנדרשים להשקיית שטחים גדולים וכ"ד.

חשוב להדגיש שאיכות המים האפורים הגולמיים (ללא טיפול) אינה ראויה לשימוש, והם דורשים טיפול כדי להסיר מהם מפגעים סביבתיים, אסתטיים ותברואתיים. במסגרת המחקר הנוכחי, נחקר סינון באמצעות ממברנות משולבות עם סינון אוסמוזה הפוכה (התפלה), כחלופה או כהשלמה לתהליכי טיפול אחרים במים אפורים. תוצאות המחקר מראות כי ניתן בטכנולוגיה זו לקבל ממים אפורים קולחים באיכות מעולה, העומדת בכל הסטנדרטים המחמירים המאפשרת מיחזור בטוח גם בסביבה עירונית.

• פרופסור דוזורץ הוא מרצה לביו-טכנולוגיה סביבתית בטכניון. ד"ר פרידלר הוא מרצה בכיר להנדסה סביבתית בטכניון.
  

• אירועי "חכמים גם בלילה", יתקיימו ביום שני, 24 בספטמבר החל מ-17:00 במוסדות המחקר ובמוזיאונים למדע ברחבי הארץ. מטרתם היא להפגיש ילדים, בני נוער ומבוגרים עם מדענים וחוקרים מתחומי המדע השונים. במסגרת האירועים יתקיימו סיורים, הדגמות, ניסויים, סדנאות והפעלות לכל המשפחה וללא תשלום. חוקרי הטכניון, ובניהם ד"ר דוזורץ וד"ר פרידלר ישתתפו יציגו ב"מדעטק - מוזיאון המדע בחיפה ", טכנולוגיות שונות בנושאי מים, סביבה ואנרגיה.
  

• לחצו כאן לעוד פרטים על פעילויות נוספות במסגרת "חכמים גם בלילה" ברחבי הארץ. האירועים בחסות בחסות משרד המדע, התרבות והספורט והאיחוד האירופי.