من أين سيأتي الماء؟

إن تحلية المياه، التي أدت إلى ثورة في إمدادات المياه في إسرائيل، تنطوي على تكلفة عالية نسبيا وأضرار بيئية. ولهذا السبب، من المهم بنفس القدر تطوير مصادر مياه بديلة - وهذا بالضبط ما يفعله بعض الباحثين الشباب في التخنيون.

بقلم عساف بن ناريا زاوية – وكالة أنباء العلوم والبيئة

الأمطار التي هطلت علينا في الآونة الأخيرة، والإنجازات المبهرة في تحلية مياه البحر في إسرائيل، لا تغير من حقيقة أن الطلب على مياه الشرب والمياه لأغراض الزراعة والبستنة والصناعة سيزداد في السنوات القادمة. . ومن أجل توفير المياه العذبة اللازمة لسكان إسرائيل، ستكون هناك حاجة إلى زيادة كبيرة في كمية المياه المحلاة، من 600 مليون متر مكعب سنويا اليوم إلى حوالي 1,500 مليون متر مكعب في عام 2050.المخطط العام لقطاع المياه من سلطة المياه.

وبما أن المياه المحلاة باهظة الثمن نسبياً مقارنة بالمصادر الأخرى، تجري محاولات لإيجاد مصادر بديلة لتحلية المياه. هناك دراستان أجريتا في التخنيون تعرضان مثل هذه البدائل: الأولى، التوسع في إعادة استخدام المياه من خلال استخدام المياه الرمادية؛ والآخر، الاستفادة من مياه الأمطار في المناطق الحضرية. وقد تم عرض الدراستين في مؤتمر "أبحاث المياه في إسرائيل - جيل المستقبل للأبحاث والصناعة" الذي عقد مؤخراً في التخنيون في حيفا.

نظام العلاج اللامركزي

تعد مياه الصرف الصحي البلدية مصدرًا هامًا ومتوفرًا للمياه، وتسمح معالجتها المناسبة باستخدامها في الري والصناعة. ومن الجدير بالذكر أنه في بعض البلدان، وإسرائيل ليست واحدة منها، يتم إدخال مياه الصرف الصحي المعالجة إلى نظام المياه للاستهلاك المنزلي.

كيف يعمل هذا؟ الطريقة المستخدمة اليوم هي جمع مياه الصرف الصحي من منازل السكان والمؤسسات العامة والمناطق الصناعية ونقلها إلى منشأة المعالجة المركزية (TTP). يتمتع مثل هذا النظام بالعديد من المزايا في مجال التحكم والتحكم في كفاءة العملية.

على الرغم من مزايا هذه الأنظمة المركزية، فقد نشأت مناقشة مهنية حول نهج جديد في السنوات الأخيرة: نظام العلاج الموزع. في مثل هذا النظام، يتم فصل المياه الرمادية (المجمعة من الحمامات وأحواض الغسيل) عن مجرى النفايات العامة. تخضع المياه الرمادية لمعالجة محلية بسيطة، وبعد ذلك يتم استخدامها لطرد المراحيض وري الحدائق. ويتم تصريف بقية مياه الصرف الصحي إلى MTS.

إن معالجة المياه الرمادية الموزعة، التي تتم على مستوى المبنى أو الحي، لها فوائد اقتصادية وبيئية كبيرة، بما في ذلك تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل وتعزيز مشاركة المجتمع في العملية. وهذا مشابه لتركيب الألواح الشمسية على الأسطح الخاصة أو زراعة الطعام على الأسطح الخضراء.

في بحث تمار عوفر، تمت مقارنة النهج المركزي المستخدم اليوم بثلاثة بدائل تشمل إعادة الاستخدام الحضري. في الدراسة، التي أجريت بتوجيه من البروفيسور عيران فريدلر والبروفيسور أفيعاد شابيرا من كلية الهندسة المدنية والبيئية في التخنيون، تم فحص البدائل التالية: فصل المياه الرمادية عن مياه الصرف الصحي وإعادة تدويرها على مستوى المبنى الفردي - فصلها وإعادة تدويرها على مستوى المبنى (كتلة مكونة من ثمانية مباني)، وإعادة بعض مياه الصرف الصحي المعالجة من المحطة المتوسطة إلى المدينة. تم إجراء تحليل كامل لاستدامة دورة الحياة لجميع البدائل، والذي تضمن الإشارة إلى ثلاثة مجالات: التكلفة والأثر على البيئة والمنفعة الاجتماعية.

حصل اختيار دورة المياه الرمادية في رمات همبانان على أفضل الدرجات بين الثلاثة. ويتميز هذا البديل بتوفير الطاقة، والذي ينتج بشكل رئيسي عن انخفاض كمية المياه المحلاة (تحلية المياه عملية مكلفة نسبيا من حيث الطاقة) ومن تقليل مياه الشرب التي يتم تصريفها إلى المدينة ومياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها إلى المدينة. متس. إن الاستخدام الموزع للمياه الرمادية لا يوفر الموارد فحسب، بل يقلل أيضًا من انبعاثات الغازات الدفيئة وتلوث مصادر المياه الطبيعية وانبعاث العديد من الملوثات المرتبطة بدورة حياة مياه الصرف الصحي البلدية.

إن أنظمة المعالجة الموزعة موجودة بالفعل اليوم ولا يوجد أي عائق تكنولوجي يحول دون دمجها في نظام المياه الإسرائيلي. وكانت وحدات المعالجة التي تم فحصها في هذه الدراسة من نوع RBC، والتي تعتمد على المعالجة البيولوجية باستخدام الكائنات الحية الدقيقة المثبتة على ركيزة دوارة مغمورة في المياه المعالجة. في نهاية العلاج، يتم تطهير المياه. يمكن وضع منشأة المعالجة المنزلية في ساحة المبنى أو على السطح، ولكن في أي حال يلزم وجود أنابيب منفصلة لنقل المياه من وإلى المنشأة.

ومن الجدير بالذكر أن التحدي الأكبر في إعادة تدوير المياه الرمادية ليس تقنيًا بل قانونيًا وبيروقراطيًا، حيث أن هذا المجال اليوم غير منظم قانونيًا.

الفوسفور والألومنيوم والتيتانيوم في مياه الجريان السطحي

هناك طريقة أخرى لزيادة كمية المياه المتوفرة في إسرائيل وهي جمع المياه الجارية - المياه التي تنبع من أسطح المباني والأرصفة والطرق وأماكن أخرى في المناطق المبنية. واليوم، تتدفق معظم هذه المياه إلى نظام الصرف البلدي، مما يعني عدم استخدامها. قرر باحثون من التخنيون والجامعة العبرية، بتمويل من KKL-Junk، التحقق من كيفية تغيير الوضع وتحقيقًا لهذه الغاية قاموا بفحص كمية ونوعية المياه الجارية في مدينة نموذجية في إسرائيل: كفار سابا. وقام الباحثون بفحص ثلاث مناطق صرف مختلفة في شرق المدينة - منطقة منازل، ومنطقة صناعات صغيرة وقسم من الطريق بالقرب من مصنع تيفا.

عدي هفت، طالب دراسات عليا في التخنيون، عرض ملخص نتائج البحث: تنتج المنطقة الصناعية، مقارنة بحجمها، ضعف كمية المياه الجارية التي تنتجها المناطق السكنية. والسبب في ذلك: ارتفاع نسبة مساحة البناء من المساحة الإجمالية. ومع ذلك، عندما فحص الباحثون جودة المياه، اكتشفوا أنها تحتوي على تركيزات عالية من الفوسفور والألمنيوم والتيتانيوم، وهي مواد تشكل خطراً على صحة الإنسان. كما تم قياس قيم عالية نسبيا من الملوثات مثل المعادن الثقيلة والفوسفور في المياه القادمة من المنازل.

واكتشف الباحثون أنه في مياه الجريان السطحي في شرق كفار سابا (وعلى ما يبدو في مدن أخرى في إسرائيل) فإن تركيز الملوثات يبلغ ضعف ما هو شائع في مدن العالم، ويفسر هفت ذلك بالفارق الزمني الكبير بين مطر واحد حدث وآخر. يقول هفت: "في إسرائيل، كل مطر يصبح المطر الأول، بينما في بلدان أخرى يعتبر المطر أمراً روتينياً". كيف يحدث ذلك؟ "بعد فترة طويلة من الجفاف، تتراكم المواد الملوثة المختلفة على الطرق والأسطح المبنية، والتي تنجرف بتركيزات عالية إلى نظام الصرف الصحي مع وصول أول أمطار غزيرة".

ويبدو من بحث هفت أن المياه الجارية في كفار سابا لا تتوافق مع المعايير المقررة، وبالتالي لا يجوز تصريفها في البحر أو مجاري المياه دون معالجتها أولاً. ستسمح معالجة هذه المياه باستخدامها في استخدامات مثل الري. إن مثل هذا التحدي ليس معقدًا بشكل خاص بالنسبة للمجتمع العلمي في إسرائيل، والذي كما ذكرنا يعرف بالفعل كيفية تحويل مياه البحر إلى مياه للشرب.