מבוא 4
סקירת ספרות 6
1. התפלת מים, מהי? 6
1.1 שיטות התפלה שונות 7
2. שפכים, מהם? 7
2.1שיטות לטיפול בשפכים 9
2.2.1 מערכות טיפול ביולוגיות- ממברנה ביוריאקטור (MBR) 9
2.2.2 ביו-ריאקטור ממברנלי (MDBR) 13
3. סיכויי עתיד להתפלת שפכים 14
דיון וסיכום 16
ביבליוגרפיה 19
התפתחות משק המים בישראל ניתנת בעיקרה לחלוקה על פי שלוש תקופות. הראשונה, חלה במהלך 25 השנים הראשונות של מדינת ישראל ובמהלכה נבנתה מערכת אספקת המים הארצית. השנייה מיוחסת ל-30 השנים הבאות במהלכן חלה הידרדרות ביחס למצב משק המים הישראלי עד לכדי היווצרות משבר. השלישית, מתארת את 15 השנים האחרונות במהלכן חלה התאוששות של משק הבית וזאת בשל היישום של רפורמות מתקדמות (בן-צבי, 2019). למרות השיפור במצב משק המים בישראל, לאורך השנים הוא תנהל לעיתים במתכונת של "מצב חירום", וזאת בגין בצורת מתמשכת, פגיעה באיכות המים הטבעיים באקוות בשל זיהומים ממקורות עיוניים, התדלדלות כמות המים במאגרים הטבעיים, סגירת בארות להפקת מים, חדירת מי ים וכדומה (אקולוגיה וסביבה, 2017). בשל כך, חל יישום של טכניקות להתפלת מים במגמה לתת מענה למחסור במי שתייה הנשאבים ממאגרים טבעיים.
מבחינת הנתונים, כ-80% מאספקת המים בישראל למגזר הבייתי מקורה במים מותפלים. ככלל, התפלת המים מאפשרת לתת מענה לגירעון המים המצטבר ללא ויתור על איכות המים ואספקתם הרציפה (בסון, 2014). ישנם מחקרים רבים העוסקים בהתפלה לטיפול בשפכים, אך נדמה כי הדיון אודות הנושא בכל עת מביא עמו פרספקטיבות חדשות המתכתבות עם רוח התקופה. בחרתי לחקור את הנושא הזה מתוך הכרה בערך ובתרומה שלו לצמצום פערי המחסור במים, אפשרות שיקום מאגרים ושמירה על המפלסים שלהם, הפחתת מליחות המים הטבעיים, צמצום הצורך בייבוש שטחי חקלאות וכן מניעת הרס מקורות המים הטבעיים והמערכות האקולוגיות הטבעיות הנמצאות בסמיכות. נדמה שניתן לוותר על דרישות מסוימות, אך כל הנקשר לאיכות המים ולאספקתם אינו בבחינת מותרות או פריבילגיה, אלא הוא מתכתב עם קיימות.
לפיכך, סקירה זו נועדה לספק הבנה מקיפה של טכנולוגיות מבוססות ממברנות לטיפול בשפכים, שימוש חוזר במים והשבת המשאבים לטבע. במסגרת זו, אציג את המחקרים העדכניים ביותר העוסקים בטכנולוגיית ממברנה ביוריאקטור ((MBR- membrane bioreactor לצד שילובה עם טכנולוגיות אחרות לטיפול בשפכים להסרת מיקרו מזהמים, קיימות והערכת עלויות תפעול. כמו כן, אדון בעבודה גם בפוטנציאל של ביו-ריאקטור ממברנלי (MDBR- membrane distillation bioreactor) כטכנולוגיה חדשנית ומתקדמת לטיפול בשפכים עירוניים ותעשייתיים. בכלל זאת, אדגיש את היתרונות של טכנולוגיית MDBR על פני מערכותMBR מסורתיות, לרבות הפוטנציאל שלה לשימוש נכון במים, חומרים מזינים, ביו-אנרגיה והשבת מוצרים אחרים בעלי ערך מוסף. מגמת המחקר הינה להציג גם מגבלות ואתגרים לצד היתרונות ביחס לטכנולוגיות האלו. למשל, ביחס ל- , MDCs (Membrane distillation crystallization) למרות היתרונות הכלכליים והסביבתיים הרבים אותם היא מציעה, יישומה בקנה מידה רחב מופרע על ידי מספר מכשולים הנדסיים ותפעוליים. בזיקה לכך, נצפו מספר בעיות הדורשות התערבות, בכללן שמירה לא מספקת של עקבות מזהמים אורגניים המובילים לאיכות שפכים ירודה, חוסר יציבות הנובעת מתנאי הפעלה משתנים ועיבוי ממברנות אורגניות.
למעלה מזאת, אתעמק במחקר גם בסילוק מוצרי תרופות וטיפוח אישי (pharmaceutical and personal care products –PPCPs) ממי שפכים עירוניים באמצעות מערכות ממברנות משולבות. שני המונחים המרכזיים בעבודה הם: "התפלת מים" ו"שפכים". המונח הראשון מוגדר בספרות המחקר כתהליך מקובל אשר נועד להתגבר על המחסור במים מתוקים באזורים מסוימים בעולם בשני מצבים: מים מלוחים או מים לא זמינים (Curto, D., Franzitta, V., & Guercio, 2021). ככלל, מדובר בהפרדה של מלחים ממים מלוחים וזאת במגמה להפוך אותם לכאלו הראויים לשתייה. הגדרה נוספת מתארת "התפלת מים" כתהליך המסלק את המלחים וזאת בשל היעדר מלחים מומסים במים אשר גורם להם להיות חסרי טעם או מים תפלים (גל-נור& פז-פוקס & ציון, 2015).
המונח השני, "שפכים" מוגדרים ככל נוזל מימי אשר הושפע על ידי גורמים אנתרופוגניים. בכלל זאת, הם כוללים תוצרי פסולת נוזליים מארבעה סוגים: ביתיים, עירוניים, חקלאיים או תעשייתיים (אבישר, 2016). שאלת המחקר הינה: באילו אופנים נעשה בישראל שימוש בהתפלה לטיפול בשפכים. שאלות משנה נוספות הן: מהן הטכנולוגיות המסורתיות והמתקדמות יותר לטיפול בשפכים? מהם היתרונות והחסרונות שלהם? לצד הדיון בהגדרות ובמאפיינים של הטכנולוגיות האלו, אציג את האתגרים ונקודות המבט העתידיות בפיתוח טכנולוגיות מבוססות ממברנה ליישומים מסחריים מעשיים. שיטת המחקר הינה עיונית והיא מתבססת על מאמרים עיוניים מהשנים האחרונות. מבחינה מבנית, העבודה כוללת סקירה תיאורטית וסיכום. נושאי הסקירה הם: הגדרות ומאפיינים של המונחים "התפלת מים" ו"שפכים", שיטות לטיפול בשפכים, מערכות טיפול ביולוגיות- ממברנה ביוריאקטור (MBR), שיטות התפלה שונות וכן סיכויי עתיד להתפלת שפכים.
אתר סמינריון מהווה פלטפורמה למכירה ולקנייה של עבודות אקדמיות איכותיות בין סטודנטים. באתר תוכלו למצוא עבודות אקדמיות במגוון תחומים ובמגוון סוגים החל מתרגילים דרך סמינריונים ועד עבודות תזה. באתר תוכלו למכור את העבודות שלכם לסטודנטים אחרים ולהרוויח עליהן כסף.
