Концепција и дизајн

Пројекат рекултивације комуналних отпадних вода региона Дан највећи је пројекат те врсте у свету. Састоји се од објеката за пречишћавање и допуњавање подземних вода комуналних отпадних вода из градског подручја Дан региона - конгломерата од осам градова са центром око Тел Авива, Израел, са укупном популацијом од око 1.5 милиона становника. Пројекат је креиран у сврху прикупљања, пречишћавања и одвођења комуналних отпадних вода. Регенерисани ефлуент, након релативно дугог периода задржавања у подземном водоносном слоју, пумпа се за неограничену пољопривредну употребу, наводњавајући сушни Негев (јужни део Израела). Генерална шема пројекта дата је на слици 1. Пројекат је основан шездесетих година прошлог века и континуирано расте. Тренутно, систем прикупља и третира око 1960 к 110⁶ m³ годишње. У року од неколико година, у завршној фази, систем ће радити са 150 до 170 к 10⁶ m³ годишње.

Слика 1. Постројење за мелиорацију отпадних вода региона Дан: изглед

Познато је да постројења за пречишћавање отпадних вода стварају мноштво еколошких и здравствених проблема на раду. Пројекат региона Дан је јединствен систем од националног значаја који комбинује националну корист заједно са значајном уштедом водних ресурса, високом ефикасношћу третмана и производњом јефтине воде, без стварања превеликих професионалних опасности.

Током пројектовања, инсталације и рутинског рада система, пажљиво се разматрају питања санитације воде и хигијене на раду. Предузете су све неопходне мере предострожности како би се осигурало да ће регенерисана отпадна вода бити практично једнако безбедна као и обична вода за пиће, у случају да је људи случајно попије или прогута. Слично томе, одговарајућа пажња је посвећена питању смањења на минимум сваке потенцијалне изложености несрећама или другим биолошким, хемијским или физичким опасностима које могу утицати било на раднике у самом постројењу за пречишћавање отпадних вода или на друге раднике ангажоване на одлагању и пољопривредној употреби. искоришћене воде.

У првој фази пројекта, отпадна вода је биолошки пречишћена системом факултативних оксидационих базена са рециркулацијом и додатним хемијским третманом кречно-магнезијумским процесом, након чега је уследило задржавање ефлуента високог пХ у „локарама за полирање“. Делимично пречишћени ефлуент се допуњава у регионални водоносни слој подземних вода помоћу сливних басена Сорек.

У другој фази, отпадне воде доведене у постројење за пречишћавање пролазе механичко-биолошки третман путем процеса активног муља са нитрификацијом-денитрификацијом. Секундарни ефлуент се пуни у подземне воде помоћу базена за ширење Иавнех 1 и Иавнех 2.

Комплетан систем се састоји од више различитих елемената који се међусобно допуњују:

• систем постројења за пречишћавање отпадних вода, који се састоји од постројења за активни муљ (биомеханичко постројење), које третира већину отпада, и система базена за оксидацију и полирање који се углавном користе за третман вишка канализационих токова

• систем допуњавања подземних вода за пречишћене отпадне воде, који се састоји од базена за ширење, на две различите локације (Јавнех и Сорек), које су повремено поплављене; апсорбовани ефлуент пролази кроз незасићену зону тла и кроз део водоносног слоја, и ствара посебну зону која је посвећена комплементарном третману ефлуента и сезонском складиштењу, што се назива САТ (третман тла-аквифера)

• мреже посматрачких бунара (53 бунара заједно) које окружују базене за пуњење и омогућавају праћење ефикасности процеса третмана

• мреже бунара за опоравак (укупно 74 активна бунара 1993. године) које окружују места за пуњење

• посебан и одвојен цевовод за регенерисану воду за неограничено наводњавање пољопривредних површина у Негеву; овај магистрални вод се зове "Трећа линија Негева", и допуњује систем водоснабдевања Негева, који укључује још две главне главне линије снабдевања слатком водом

• поставка за хлорисање отпадних вода, која се тренутно састоји од три места за хлорисање (још два ће бити додата у будућности)

• шест оперативних резервоара дуж транспортног система, који регулишу количине воде која се пумпа и троши дуж система

• систем за дистрибуцију отпадних вода, састављен од 13 главних зона притиска, дуж одводног магистрала, који снабдевају пречишћену воду потрошачима

• свеобухватан систем праћења који надгледа и контролише комплетан рад пројекта.

Опис система мелиорације

Општа шема рекултивационог система је приказана на слици 1, а дијаграм тока на слици 2. Систем се састоји од следећих сегмената: постројење за пречишћавање отпадних вода, поља за допуну воде, бунари за опоравак, систем за транспорт и дистрибуцију, постављање хлорисања и свеобухватно праћење система.

Слика 2. Дијаграм тока пројекта Дан региона

Постројење за пречишћавање отпадних вода

Постројење за пречишћавање отпадних вода градског подручја Дан региона прима кућни отпад из осам градова у региону, а такође обрађује део њиховог индустријског отпада. Постројење се налази унутар пешчаних дина Рисхон-Лезион и заснива се углавном на секундарном третману отпада методом активног муља. Неки од отпада, углавном током вршног испуштања, третирају се у другом, старијем систему оксидационих базена који заузимају површину од 300 хектара. Два система заједно могу да поднесу, тренутно, око 110 к 10⁶ m³ годишње.

Поља за пуњење

Отпадни ефлуенти постројења за пречишћавање се пумпају у три различите локације које се налазе унутар регионалних пешчаних дина, где се шире по песку и перколирају наниже у подземни водоносник за привремено складиштење и за додатни третман који зависи од времена. Два посипна базена се користе за допуњавање отпадних вода из постројења за механичко-биолошки третман. То су Иавнех 1 (60 ари, налази се 7 км јужно од фабрике) и Иавнех 2 (45 ари, 10 км јужно од фабрике); трећи базен се користи за допуну мешавине ефлуента оксидационих базена и одређене фракције из постројења за биомеханички третман који је потребан да би се квалитет ефлуента побољшао до потребног нивоа. Ово је локација Сорек, која има површину од око 60 хектара и налази се источно од бара.

Бушотине за опоравак

Око места за пуњење постоје мреже осматрачких бунара кроз које се поново пумпа допуњена вода. Нису све од 74 бунара у експлоатацији 1993. године биле активне током читавог пројекта. Године 1993. укупно је извучено око 95 милиона кубних метара воде из бунара система и испумпано у трећу линију Негев.

Системи за транспорт и дистрибуцију

Вода која се пумпа из различитих бунара сакупља се у транспортни и дистрибутивни систем Треће линије. Систем транспорта се састоји од три секције, укупне дужине од 87 км и пречника у распону од 48 до 70 инча. Дуж транспортног система изграђено је шест различитих оперативних резервоара који „плутају” на главној линији, како би се регулисао проток воде у систему. Оперативна запремина ових резервоара креће се од 10,000 м³ до 100,000 м³.

Вода која је текла у систему Треће линије снабдевала се купцима 1993. године кроз систем од 13 главних зона притиска. На ове зоне притиска прикључени су бројни потрошачи воде, углавном фарме.

Систем за хлорисање

Сврха хлорисања које се спроводи у Трећој линији је „прекидање људске везе“, што значи елиминисање сваке могућности постојања микроорганизама људског порекла у води Треће линије. У току мониторинга утврђено је да постоји значајан пораст фекалних микроорганизама током боравка обновљене воде у акумулацијама. Због тога је одлучено да се дода још тачака за хлорисање дуж линије, а до 1993. године три одвојена места за хлорисање су рутински радила. У блиској будућности систему треба да се додају још две тачке хлорисања. Заостали хлор се креће између 0.4 и 1.0 мг/л слободног хлора. Овај метод, при чему се ниске концентрације слободног хлора одржавају на различитим тачкама дуж система, а не једна велика доза на почетку линије, обезбеђује прекид људске везе, а истовремено омогућава рибама да живе у резервоарима . Поред тога, ова метода хлорисања ће дезинфиковати воду у низводним деловима система за транспорт и дистрибуцију, у случају да загађивачи уђу у систем на тачки низводно од почетне тачке хлорисања.

Систем за праћење

Рад рекултивационог система Треће линије Негев зависи од рутинског функционисања система за праћење који надгледа и контролише стручна и независна научна особа. Ово тело је Институт за истраживање и развој Тецхнион - Израелски институт за технологију, у Хаифи, Израел.

Успостављање независног система праћења је обавезан захтев израелског министарства здравља, локалне правне власти према израелској Уредби о јавном здрављу. Потреба за успостављањем оваквог надзора произилази из чињеница да:

1. Овај пројекат рекултивације отпадних вода је највећи у свету.
2. Садржи неке нерутинске елементе са којима се још није експериментисало.
3. Регенерисана вода се користи за неограничено наводњавање пољопривредних култура.

Главна улога система за праћење је стога да обезбеди хемијски и санитарни квалитет воде коју систем снабдева и да изда упозорења у вези са било каквом променом квалитета воде. Поред тога, поставка мониторинга спроводи праћење комплетног пројекта рекултивације региона Дан, такође истражујући одређене аспекте, као што су рутински рад постројења и хемијско-биолошки квалитет његове воде. Ово је неопходно како би се утврдила прилагодљивост воде Треће линије за неограничено наводњавање, не само са санитарног аспекта већ и са аспекта пољопривреде.

Прелиминарни план мониторинга је дизајнирао и припремио Мекоротх Ватер Цо., главни израелски снабдевач водом и оператер пројекта регије Дан. Посебно именовани управни одбор је периодично прегледао програм мониторинга и модификовао га у складу са акумулираним искуством стеченим кроз рутинску операцију. Програм мониторинга се бавио различитим тачкама узорковања дуж система Треће линије, различитим испитиваним параметрима и учесталошћу узорковања. Прелиминарни програм односио се на различите сегменте система, а то су бунари за опоравак, транспортна линија, резервоари, ограничен број прикључака потрошача, као и присуство бунара за питку воду у близини постројења. Списак параметара обухваћених планом мониторинга Треће линије дат је у табели 1.

Табела 1. Списак испитиваних параметара

Мониторинг бунара за опоравак

Програм узорковања из бунара за опоравак заснован је на двомесечном или тромесечном мерењу неколико „параметара индикатора“ (табела 2). Када концентрација хлорида у узоркованој бушотини премашује за више од 15% почетни ниво хлорида у бушотини, то се тумачи као „значајно“ повећање удела прикупљеног ефлуента у подземној води водоносног слоја и бунар се преноси у следећа категорија узорковања. Овде се одређују 23 „карактеристике-параметра“, једном у три месеца. У појединим бунарима једном годишње се врши комплетно испитивање воде, укључујући 54 различита параметра.

Табела 2. Различити параметри испитани на бушотинама

Мониторинг система транспорта

Систем транспорта, чија је дужина 87 км, надгледа се на седам централних тачака дуж линије отпадних вода. У овим тачкама се узоркује 16 различитих параметара једном месечно. То су: ПХФ, ДО, Т, ЕЦ, СС₁₀, СС₅₅, УВ, ТУРБ, НО₃ ⁺, ПТОТ, АЛКМ, ДОЦ, ТОТБ, ТЦОЛ, ФЦОЛ и ЕНТР. Параметри за које се не очекује да се мењају дуж система мере се само на две тачке узорковања – на почетку и на крају транспортне линије. То су: Цл, К, На, Ца, Мг, ХАРД, Б, ДС, СО₄ ^{-КСНУМКС}, НХ₄ ⁺, НЕ₂ ^- и МБАС. На та два места узорковања једном годишње се узоркују различити тешки метали (Зн, Ср, Сн, Се, Пб, Ни, Мо, Мн, Ли, Хг, Фе, Цу, Цр, Цо, Цд, Ба, Ас, Ал, Аг).

Мониторинг резервоара

Поставка мониторинга акумулација Треће линије заснива се углавном на испитивању ограниченог броја параметара који служе као индикатори биолошког развоја у акумулацијама и за прецизно утврђивање уласка спољних загађивача. Пет резервоара се узоркује, једном месечно, за: ПХФД, Т, ДО, Тотал СС, Волатиле СС, ДОЦ, ЦЛРЛ, РСЦЛ, ТЦОЛ, ФЦОЛ, СТРП и АЛГ. На ових пет резервоара се такође узоркује Си, једном у два месеца. Сви ови параметри се такође узоркују у другом резервоару, Зохар Б, учесталошћу од шест пута годишње.

резиме

Пројекат рекултивације региона Дан снабдева висококвалитетну обновљену воду за неограничено наводњавање израелског Негева.

Прва фаза овог пројекта је у дјелимичном погону од 1970. године, а у пуном погону од 1977. године. Од 1970. до 1993. године укупна количина сирове канализације од 373 милиона кубних метара (МЦМ) је одведена у факултативне оксидационе базене, а укупна количина воде од 243 МЦМ је испумпано из водоносног слоја у периоду 1974–1993 и испоручено на југ земље. Део воде је изгубљен, највише због испаравања и истицања из бара. Године 1993. ови губици су износили око 6.9% сирове отпадне воде која је доведена у постројење прве фазе (Канарек 1994).

Постројење за механичко-биолошки пречишћавање, друга фаза пројекта, ради од 1987. године. У периоду од 1987. до 1993. године у постројење за механичко-биолошки пречишћавање је одведено укупно 478 МЦМ сирове отпадне воде. Године 1993. око 103 МЦМ воде (95 МЦМ регенерисане воде плус 8 МЦМ воде за пиће) је транспортовано кроз систем и коришћено за неограничено наводњавање Негева.

Вода из бунара представља квалитет воде подземног водоносног слоја. Квалитет воде водоносног слоја се стално мења као резултат перколације ефлуента у њу. Квалитет воде у водоносном слоју приближава се квалитету ефлуента за оне параметре на које не утичу процеси третмана земљишта-аквифера (САТ), док параметри на које утиче пролазак кроз слојеве тла (нпр. замућеност, суспендоване чврсте материје, амонијак, растворени органски угљеник и тако даље) показују знатно ниже вредности. Занимљив је садржај хлорида у води водоносног слоја, који се у последњем четворогодишњем периоду повећао за 15 до 26%, о чему сведочи промена квалитета воде у бунарима за опоравак. Ова промена указује на континуирану замену воде водоносног слоја ефлуентом који има знатно већи садржај хлорида.

На квалитет воде у шест резервоара система Треће линије утичу биолошке и хемијске промене које се дешавају унутар отворених акумулација. Садржај кисеоника је повећан, као резултат фотосинтезе алги и услед растварања атмосферског кисеоника. Концентрације различитих врста бактерија су такође повећане као резултат насумичних загађења различитим воденим фаунама које живе у близини резервоара.

Квалитет воде која се испоручује потрошачима дуж система зависи од квалитета воде из бунара и резервоара. Обавезно хлорисање воде система представља додатну заштиту од погрешне употребе воде као воде за пиће. Поређење података о води Треће линије са захтевима израелског Министарства здравља у погледу квалитета отпадних вода које се користе за неограничено коришћење у пољопривреди показује да већину времена квалитет воде у потпуности задовољава захтеве.

У закључку би се могло рећи да је систем за опоравак и коришћење отпадних вода треће линије био успешан еколошки и национални израелски пројекат. Решио је проблем санитарног одлагања канализације региона Дан и истовремено повећао национални водни биланс за фактор од око 5%. У сушној земљи као што је Израел, где је снабдевање водом, посебно за пољопривредну употребу, прилично ограничено, ово је прави допринос.

Трошкови допуњавања и одржавања обновљене воде, 1993. године, износили су око 3 америчка цента по м.³ (0.093 НИС/м³).

Систем функционише од касних 1960-их под стриктним надзором израелског Министарства здравља и Мекоротовог одељења за безбедност и хигијену на раду. Није било извештаја о било каквом професионалном обољењу које је резултат рада овог замршеног и свеобухватног система.

Назад