التصور والتصميم

يعد مشروع استصلاح مياه الصرف الصحي في منطقة دان أكبر مشروع من نوعه في العالم. وهو يتألف من مرافق معالجة وإعادة تغذية المياه الجوفية لمياه الصرف الصحي البلدية من منطقة دان الحضرية - وهي مجموعة من ثماني مدن تتمركز حول تل أبيب ، إسرائيل ، ويبلغ عدد سكانها مجتمعين حوالي 1.5 مليون نسمة. تم إنشاء المشروع لغرض جمع ومعالجة والتخلص من مياه الصرف الصحي البلدية. بعد فترة احتجاز طويلة نسبيًا في طبقة المياه الجوفية ، يتم ضخ مياه الصرف المستصلحة للاستخدام الزراعي غير المقيد ، لري النقب الجاف (الجزء الجنوبي من إسرائيل). يوضح الشكل 1 مخططًا عامًا للمشروع. تم إنشاء المشروع في الستينيات ، وهو ينمو باستمرار. في الوقت الحاضر ، يجمع النظام ويعالج حوالي 1960 × 110⁶ m³ كل سنة. في غضون بضع سنوات ، في مرحلته النهائية ، سيتعامل النظام مع 150 إلى 170 × 10⁶ m³ كل سنة.

الشكل 1. محطة استصلاح مياه الصرف الصحي بمنطقة دان: التخطيط

من المعروف أن محطات معالجة مياه الصرف الصحي تسبب العديد من المشاكل البيئية والصحية المهنية. يعد مشروع منطقة دان نظامًا فريدًا ذا أهمية وطنية يجمع بين المنفعة الوطنية مع توفير كبير لموارد المياه وكفاءة معالجة عالية وإنتاج مياه غير مكلفة ، دون التسبب في مخاطر مهنية مفرطة.

خلال تصميم النظام وتركيبه وتشغيله الروتيني ، تم إيلاء اعتبار دقيق لمخاوف المياه والصرف الصحي والنظافة المهنية. تم اتخاذ جميع الاحتياطات اللازمة للتأكد من أن مياه الصرف الصحي المعالجة ستكون آمنة عمليًا مثل مياه الشرب العادية ، في حالة قيام الأشخاص بشربها أو ابتلاعها عن طريق الخطأ. وبالمثل ، تم إيلاء الاهتمام المناسب لمسألة التقليل إلى الحد الأدنى من أي تعرض محتمل للحوادث أو غيرها من المخاطر البيولوجية أو الكيميائية أو الفيزيائية التي قد تؤثر على العمال في محطة معالجة مياه الصرف الصحي أو العمال الآخرين المشاركين في التخلص والاستخدام الزراعي من المياه المعالجة.

في المرحلة الأولى من المشروع ، تمت معالجة المياه العادمة بيولوجيًا عن طريق نظام أحواض الأكسدة الاختيارية مع إعادة تدوير ومعالجة كيميائية إضافية عن طريق عملية الجير والمغنيسيوم ، متبوعة باحتجاز التدفق عالي الأس الهيدروجيني في "أحواض التلميع". تم إعادة شحن المياه المتدفقة المعالجة جزئياً إلى طبقة المياه الجوفية الإقليمية عن طريق أحواض سوريك المنتشرة.

في المرحلة الثانية ، تخضع مياه الصرف الصحي المنقولة إلى محطة المعالجة لمعالجة ميكانيكية-بيولوجية عن طريق عملية الحمأة المنشطة مع النترجة ونزع النتروجين. يعاد شحن النفايات السائلة الثانوية إلى المياه الجوفية عن طريق انتشار أحواض يافنيه 1 ويفنيه 2.

يتكون النظام الكامل من عدد من العناصر المختلفة التي تكمل بعضها البعض:

• نظام محطة معالجة مياه الصرف الصحي ، يتألف من محطة الحمأة المنشطة (المصنع الميكانيكي الحيوي) ، والتي تعالج معظم النفايات ، ومن نظام أكسدة وتلميع الأحواض المستخدمة في الغالب لمعالجة تدفق مياه الصرف الصحي الزائدة

• نظام إعادة تغذية المياه الجوفية للنفايات السائلة المعالجة ، والذي يتكون من أحواض منتشرة في موقعين مختلفين (يفنه وسورك) ، يتم غمرهما بشكل متقطع ؛ يمر التدفق الممتص عبر المنطقة غير المشبعة بالتربة ومن خلال جزء من طبقة المياه الجوفية ، وينشئ منطقة خاصة مخصصة للمعالجة التكميلية للنفايات السائلة والتخزين الموسمي ، والتي تسمى SAT (معالجة طبقة المياه الجوفية للتربة)

• شبكات آبار المراقبة (53 بئراً مجتمعة) التي تحيط بأحواض التغذية وتسمح بمراقبة كفاءة عملية المعالجة

• شبكات آبار الاسترداد (ما مجموعه 74 بئراً نشطة في عام 1993) تحيط بمواقع التغذية

• نظام نقل رئيسي خاص ومنفصل للمياه المستصلحة للري غير المقيد للمناطق الزراعية في النقب ؛ يسمى هذا الخط الرئيسي "خط النقب الثالث" ، وهو مكمل لنظام تزويد المياه إلى النقب ، والذي يتضمن خطين رئيسيين آخرين لإمداد المياه العذبة

• إعداد لكلور النفايات السائلة ، والذي يتكون ، في الوقت الحالي ، من ثلاثة مواقع معالجة بالكلور (سيتم إضافة موقعين آخرين في المستقبل)

• ستة خزانات تشغيلية على طول نظام النقل ، والتي تنظم كميات المياه التي يتم ضخها واستهلاكها على طول النظام

• نظام توزيع النفايات السائلة ، ويتكون من 13 منطقة ضغط رئيسية ، على طول المخلفات السائلة الرئيسية ، والتي تزود المستهلكين بالمياه المعالجة.

• نظام مراقبة شامل يشرف ويتحكم في التشغيل الكامل للمشروع.

وصف نظام الاستصلاح

يتم تقديم المخطط العام لنظام الاستصلاح في الشكل 1 ومخطط التدفق في الشكل 2. ويتألف النظام من الأجزاء التالية: محطة معالجة مياه الصرف الصحي ، وحقول إعادة شحن المياه ، وآبار الاستعادة ، ونظام النقل والتوزيع ، وإعداد الكلورة ، والمراقبة الشاملة النظام.

الشكل 2. مخطط تدفق مشروع منطقة دان

محطة معالجة مياه الصرف الصحي

تستقبل محطة معالجة مياه الصرف الصحي في منطقة دان الحضرية النفايات المنزلية للمدن الثمانية في المنطقة ، كما تتعامل مع جزء من نفاياتها الصناعية. يقع المصنع داخل الكثبان الرملية ريشون لتسيون ويعتمد في الغالب على المعالجة الثانوية للنفايات بطريقة الحمأة المنشطة. تتم معالجة بعض النفايات ، معظمها أثناء عمليات التصريف في ذروة التدفق ، في نظام آخر أقدم من أحواض الأكسدة التي تشغل مساحة 300 فدان. يمكن للنظامين معًا معالجة حوالي 110 × 10 في الوقت الحالي⁶ m³ كل سنة.

إعادة شحن الحقول

يتم ضخ النفايات السائلة لمحطة المعالجة إلى ثلاثة مواقع مختلفة تقع داخل الكثبان الرملية الإقليمية ، حيث تنتشر على الرمال وتتسرب إلى أسفل إلى طبقة المياه الجوفية الجوفية للتخزين المؤقت وللمعالجة الإضافية التي تعتمد على الوقت. يتم استخدام اثنين من أحواض الانتشار لإعادة شحن النفايات السائلة لمحطة المعالجة الميكانيكية والبيولوجية. وهما يفنيه 1 (60 فدانًا ، على بعد 7 كم جنوب المحطة) ويفنيه 2 (45 فدانًا ، على بعد 10 كم جنوب المصنع) ؛ يستخدم الحوض الثالث لإعادة شحن خليط من نفايات أحواض الأكسدة وجزء معين من محطة المعالجة الميكانيكية الحيوية المطلوبة لتحسين جودة المياه المتدفقة إلى المستوى المطلوب. هذا هو موقع سوريك الذي تبلغ مساحته حوالي 60 فدان ويقع شرق البرك.

آبار الانتعاش

حول مواقع التغذية توجد شبكات من آبار المراقبة يتم من خلالها إعادة ضخ المياه المعاد شحنها. لم تكن جميع الآبار الـ 74 التي كانت قيد التشغيل في عام 1993 نشطة خلال المشروع بأكمله. في عام 1993 تم استخراج حوالي 95 مليون متر مكعب من المياه من آبار النظام وضخها في خط النقب الثالث.

أنظمة النقل والتوزيع

يتم جمع المياه التي يتم ضخها من آبار الاسترداد المختلفة في نظام النقل والتوزيع للخط الثالث. يتكون نظام النقل من ثلاثة أقسام يبلغ طولها المشترك 87 كم وقطرها من 48 إلى 70 بوصة. على طول نظام النقل ، تم إنشاء ستة خزانات تشغيلية مختلفة ، "عائمة" على الخط الرئيسي ، من أجل تنظيم تدفق المياه في النظام. يتراوح الحجم التشغيلي لهذه الخزانات من 10,000 م³ الى 100,000 م³.

تم توفير المياه المتدفقة في نظام الخط الثالث للعملاء في عام 1993 من خلال نظام من 13 منطقة ضغط رئيسية. يرتبط العديد من مستهلكي المياه ، ومعظمهم من المزارع ، بمناطق الضغط هذه.

نظام الكلورة

الغرض من المعالجة بالكلور التي يتم إجراؤها في الخط الثالث هو "قطع الاتصال البشري" ، مما يعني القضاء على أي احتمال لوجود كائنات دقيقة من أصل بشري في مياه الخط الثالث. خلال فترة المراقبة وجد أن هناك زيادة كبيرة في الكائنات الدقيقة البرازية أثناء بقاء المياه المستصلحة في خزانات المياه. لذلك تقرر إضافة المزيد من نقاط الكلورة على طول الخط ، وبحلول عام 1993 كانت ثلاث نقاط كلورة منفصلة تعمل بشكل روتيني. ستتم إضافة نقطتي كلورة أخريين إلى النظام في المستقبل القريب. يتراوح الكلور المتبقي بين 0.4 و 1.0 مجم / لتر من الكلور الحر. هذه الطريقة ، حيث يتم الحفاظ على تركيزات منخفضة من الكلور الحر في نقاط مختلفة على طول النظام بدلاً من جرعة واحدة ضخمة في بداية الخط ، وتؤمن كسر الاتصال البشري ، وفي نفس الوقت تمكن الأسماك من العيش في الخزانات . بالإضافة إلى ذلك ، ستعمل طريقة الكلورة هذه على تطهير المياه في أقسام المصب من نظام النقل والتوزيع ، في حالة دخول الملوثات إلى النظام عند نقطة أسفل مجرى النهر من نقطة الكلورة الأولية.

نظام المراقبة

يعتمد تشغيل نظام الاستصلاح لخط النقب الثالث على الأداء الروتيني لجهاز المراقبة الذي يشرف عليه ويديره كيان علمي محترف ومستقل. هذه الهيئة هي معهد البحث والتطوير التابع للتخنيون - معهد إسرائيل للتكنولوجيا ، في حيفا ، إسرائيل.

كان إنشاء نظام مراقبة مستقل مطلبًا إلزاميًا لوزارة الصحة الإسرائيلية ، السلطة القانونية المحلية وفقًا لقانون الصحة العامة الإسرائيلي. تنبع الحاجة إلى إنشاء إعداد المراقبة هذا من الحقائق التالية:

1. مشروع استصلاح مياه الصرف الصحي هو الأكبر في العالم.
2. يشتمل على بعض العناصر غير الروتينية التي لم يتم تجربتها بعد.
3. تستخدم المياه المستصلحة في ري غير محدود للمحاصيل الزراعية.

وبالتالي فإن الدور الرئيسي لنظام المراقبة هو تأمين الجودة الكيميائية والصحية للمياه التي يوفرها النظام وإصدار تحذيرات بشأن أي تغيير في جودة المياه. بالإضافة إلى ذلك ، يقوم إعداد المراقبة بإجراء متابعة لمشروع الاستصلاح الكامل لمنطقة دان ، وكذلك التحقيق في جوانب معينة ، مثل التشغيل الروتيني للمصنع والجودة الكيميائية البيولوجية لمياهه. هذا ضروري من أجل تحديد مدى ملاءمة مياه الخط الثالث للري غير المحدود ، ليس فقط من الناحية الصحية ولكن أيضًا من وجهة النظر الزراعية.

تم تصميم المخطط الأولي للمراقبة وإعداده من قبل شركة Mekoroth Water ، وهي المورد الرئيسي للمياه في إسرائيل والمشغل لمشروع منطقة دان. تقوم لجنة توجيهية معينة بشكل خاص بمراجعة برنامج المراقبة على أساس دوري ، وتعديله وفقًا للخبرة المتراكمة المكتسبة من خلال العملية الروتينية. تعامل برنامج المراقبة مع نقاط أخذ العينات المختلفة على طول نظام الخط الثالث ، والمعلمات المختلفة التي تم فحصها وتكرار أخذ العينات. وأشار البرنامج الأولي إلى مختلف قطاعات النظام ، وهي آبار الاسترداد ، وخط النقل ، والخزانات ، وعدد محدود من وصلات المستهلك ، فضلاً عن وجود آبار مياه الشرب في محيط المحطة. ترد قائمة المعلمات المدرجة في جدول المراقبة للخط الثالث في الجدول 1.

الجدول 1. قائمة المعلمات التي تم فحصها

مراقبة آبار الاسترداد

يعتمد برنامج أخذ العينات من آبار الاسترداد على قياس نصف شهري أو ثلاثة أشهر لبعض "معلمات المؤشر" (الجدول 2). عندما يتجاوز تركيز الكلوريدات في البئر المأخوذة العينات بأكثر من 15٪ مستوى الكلوريدات الأولي للبئر ، يتم تفسيره على أنه زيادة "كبيرة" في حصة النفايات السائلة المستعادة داخل المياه الجوفية الجوفية ، ويتم نقل البئر إلى الفئة التالية من أخذ العينات. هنا ، يتم تحديد 23 "معلمة مميزة" مرة كل ثلاثة أشهر. في بعض الآبار ، يتم إجراء فحص كامل للمياه ، مرة واحدة في السنة ، يتضمن 54 معيارًا مختلفًا.

الجدول 2. المعلمات المختلفة التي تم فحصها في آبار الاسترداد

مراقبة نظام النقل

يتم مراقبة نظام النقل ، الذي يبلغ طوله 87 كم ، في سبع نقاط مركزية على طول خط الصرف الصحي. في هذه النقاط ، يتم أخذ عينات من 16 معلمة مختلفة مرة واحدة شهريًا. هذه هي: PHFD ، DO ، T ، EC ، SS₁₀، SS₅₅، الأشعة فوق البنفسجية ، تورب ، لا₃ ⁺و PTOT و ALKM و DOC و TOTB و TCOL و FCOL و ENTR. يتم قياس المعلمات التي لا يُتوقع أن تتغير على طول النظام في نقطتي أخذ عينات فقط - في بداية خط النقل ونهايته. هذه هي: Cl ، K ، Na ، Ca ، Mg ، HARD ، B ، DS ، SO₄ ^-2، نه₄ ⁺، لا₂ ^- و MBAS. في نقطتي أخذ العينات هاتين ، مرة واحدة في السنة ، يتم أخذ عينات من المعادن الثقيلة المختلفة (Zn ، Sr ، Sn ، Se ، Pb ، Ni ، Mo ، Mn ، Li ، Hg ، Fe ، Cu ، Cr ، Co ، Cd ، Ba ، As ، آل ، حج).

مراقبة الخزانات

يعتمد إعداد المراقبة لخزانات الخط الثالث في الغالب على فحص عدد محدود من المعلمات التي تعمل كمؤشرات للتطور البيولوجي في الخزانات ، ولتحديد دخول الملوثات الخارجية. يتم أخذ عينات من خمسة خزانات ، مرة واحدة شهريًا ، من أجل: PHFD ، و T ، و DO ، و Total SS ، و Volatile SS ، و DOC ، و CLRL ، و RSCL ، و TCOL ، و FCOL ، و STRP ، و ALG. في هذه الخزانات الخمسة يتم أيضًا أخذ عينات من Si ، مرة كل شهرين. يتم أيضًا أخذ عينات من كل هذه المعلمات في خزان آخر ، Zohar B ، بمعدل ست مرات في السنة.

نبذة عامة

يوفر مشروع استصلاح منطقة دان مياه معالجة عالية الجودة للري غير المقيد في النقب الإسرائيلي.

المرحلة الأولى من هذا المشروع قيد التشغيل الجزئي منذ عام 1970 وتعمل بكامل طاقتها منذ عام 1977. من 1970 إلى 1993 ، تم نقل إجمالي كمية مياه الصرف الصحي الخام البالغة 373 مليون متر مكعب إلى أحواض الأكسدة الاختيارية ، وكمية مياه إجمالية قدرها تم ضخ 243 مليون متر مكعب من الخزان الجوفي في الفترة 1974-1993 وتم إمدادها بجنوب البلاد. فقد جزء من المياه ، ويرجع ذلك في الغالب إلى التبخر والتسرب من البرك. في عام 1993 بلغت هذه الخسائر حوالي 6.9٪ من مياه الصرف الصحي الخام التي تم نقلها إلى محطة المرحلة الأولى (Kanarek 1994).

تم تشغيل محطة المعالجة الميكانيكية والبيولوجية ، المرحلة الثانية من المشروع ، منذ عام 1987. خلال فترة 1987-1993 من التشغيل ، تم نقل إجمالي كمية مياه الصرف الصحي الخام البالغة 478 مليون متر مكعب إلى محطة المعالجة الميكانيكية والبيولوجية. في عام 1993 ، تم نقل حوالي 103 مليون متر مكعب من المياه (95 مليون متر مكعب من المياه المعالجة بالإضافة إلى 8 مليون متر مكعب من المياه الصالحة للشرب) من خلال النظام ، واستخدمت لري غير محدود في النقب.

تمثل مياه آبار الاسترداد جودة المياه الجوفية الجوفية. تتغير جودة المياه في الخزان الجوفي طوال الوقت نتيجة ترشيح النفايات السائلة فيه. تقترب جودة مياه الخزان الجوفي من النفايات السائلة لتلك المعلمات التي لا تتأثر بعمليات معالجة طبقة المياه الجوفية (SAT) ، بينما تتأثر المعلمات بالمرور عبر طبقات التربة (على سبيل المثال ، التعكر ، والمواد الصلبة العالقة ، والأمونيا ، والمذابة الكربون العضوي وما إلى ذلك) قيمًا أقل بكثير. وتجدر الإشارة إلى محتوى الكلوريد في المياه الجوفية ، والذي زاد خلال فترة الأربع سنوات الأخيرة بنسبة 15 إلى 26٪ ، كما يتضح من تغير جودة المياه في آبار الاستعادة. يشير هذا التغيير إلى الاستبدال المستمر لمياه الخزان الجوفي بمياه سائلة تحتوي على نسبة عالية من الكلوريد.

تتأثر جودة المياه في الخزانات الستة لنظام الخط الثالث بالتغيرات البيولوجية والكيميائية التي تحدث داخل الخزانات المفتوحة. يزداد محتوى الأكسجين نتيجة لعملية التمثيل الضوئي للطحالب وبسبب انحلال الأكسجين الجوي. كما تزداد تركيزات أنواع مختلفة من البكتيريا نتيجة للتلوث العشوائي من قبل العديد من الحيوانات المائية التي تعيش بالقرب من الخزانات.

تعتمد جودة المياه المقدمة للعملاء على طول النظام على جودة المياه من آبار الاسترداد والخزانات. تشكل المعالجة بالكلور الإلزامية لمياه النظام ضمانة إضافية ضد الاستخدام الخاطئ للمياه كمياه صالحة للشرب. تُظهر مقارنة بيانات مياه الخط الثالث مع متطلبات وزارة الصحة الإسرائيلية فيما يتعلق بجودة مياه الصرف لاستخدامها في الاستخدام الزراعي غير المحدود أن جودة المياه تلبي المتطلبات تمامًا في معظم الأوقات.

في الختام يمكن القول أن نظام الخط الثالث لاستعادة واستخدام مياه الصرف الصحي كان مشروعًا بيئيًا ووطنيًا إسرائيليًا ناجحًا. لقد حلت مشكلة الصرف الصحي لمياه الصرف الصحي في منطقة دان وفي نفس الوقت زادت من التوازن المائي الوطني بنحو 5٪. في بلد جاف مثل إسرائيل ، حيث تكون إمدادات المياه ، خاصة للاستخدام الزراعي ، محدودة للغاية ، فهذه مساهمة حقيقية.

بلغت تكاليف إعادة شحن المياه المستصلحة وتشغيلها وصيانتها في عام 1993 حوالي 3 سنتات أمريكية لكل متر مربع³ (0.093 شيكل / م³).

يعمل النظام منذ أواخر الستينيات تحت مراقبة صارمة من وزارة الصحة الإسرائيلية وقسم السلامة والصحة المهنية في ميكوروث. ولم ترد تقارير عن أي مرض مهني ناتج عن تشغيل هذا النظام المعقد والشامل.

الرجوع