SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 38
Baixar para ler offline
‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים:‬

‫סוגיית השילוב ברקמה בנויה‬
‫וכמרכיב נופי‬
‫רן קליק‬
‫משה שמש‬




   ‫סמסטר א' תש"ע 0102-9002‬         ‫|‬   ‫תגית כלימור‬   ‫|‬   ‫ארץ, עיר, חי, צומח – קיימות בראיה כוללת‬
‫תוכן עניינים‬

    ‫4‬                                                                                   ‫הקדמה‬                ‫1.‬
    ‫5‬                                                                                     ‫מבוא‬               ‫2.‬
                                                        ‫רקע תיאורטי – טכנולוגית האגנים הירוקים‬               ‫3.‬
    ‫6‬                                                         ‫1.3. טיהור מים ע"י צמחי מים בטבע‬
    ‫6‬                                      ‫2.3. שימוש במצעים מעשה ידי אדם כבסיס לצמחי מים‬
    ‫6‬                ‫3.3. המערכת הביולוגית הטבעית המתפתחת בבית השורשים של צמחי מים‬
    ‫7‬              ‫4.3. ניתוח יישום עקרונות ה‪ PHYTOREMEDIATION‬במערכות לטיהור מים‬
    ‫7‬                                                     ‫1.4.3. בריכות טיהור אופקיות ‪SSF‬‬
    ‫7‬                                          ‫2.4.3. עיקרון זרימת המים על פני השטח ‪SF‬‬
    ‫7‬                              ‫3.4.3. בריכות בזרימה חופשית בסדרת בריכות ‪FWSW‬‬
    ‫8‬                                                       ‫4.4.3. בריכות טיהור אנכיות ‪VF‬‬
    ‫8‬                                                             ‫5.4.3. ‪ECO MACHINE‬‬
    ‫9‬                                                                 ‫6.4.3. ‪RESTORER‬‬
                       ‫5.3. סקירת מערכות אגנים ירוקים שונים בהתאם לרמת הזיהום המטופלת‬
     ‫9‬                                                               ‫ורמת הטיהור הנדרשת‬
     ‫9‬                                       ‫1.5.3. מערכת ביולוגית לטיהור שפכים עירוניים‬
    ‫01‬                                      ‫2.5.3. מערכות לטיהור שפכים קשים ע"י צמחייה‬
     ‫11‬                                      ‫3.5.3. שיקום נחלים בעזרת מערכות צמחי מים‬
     ‫11‬   ‫4.5.3. יצירת מערכות נופיות המשתמשות באגנים ירוקים בפארקים לרווחת הציבור‬
     ‫21‬                                                                           ‫שיטת המחקר‬                 ‫4.‬
     ‫21‬                                    ‫1.4. הצורך במערכות לטיהור מים- ישראל כמקרה בוחן‬
     ‫31‬                ‫2.4. השוואה כללית בין מערכות טיהור מים קוונציונליות ומערכות ביולוגיות‬
     ‫51‬                                                 ‫3.4. ניתוח תקדימים – קריטריונים לבחינה‬
     ‫51‬                             ‫1.3.4. היכן ניתן למקם מערכות לטיהור מים ע"י צמחייה‬
     ‫51‬                                                        ‫2.3.4. היקף המים המטופלים‬
     ‫51‬                                           ‫3.3.4. כמות המים אותם מטהרת המערכת‬
     ‫61‬                    ‫4.3.4. סוג המים הנכנסים ורמת הטיהור הנדרשת בסוף התהליך‬
     ‫61‬                                      ‫5.3.4. מידת חשיפת התהליך לציבור המבקרים‬
     ‫61‬                                       ‫6.3.4. התאמות מבניות טרם הקמת המערכת.‬
                                                                                ‫ניתוח פרוייקטים‬              ‫5.‬
                ‫1.5. מערכות לטיהור מים על ידי צמחייה הממקומות בשטחי הפריפריה של העיר:‬
    ‫71‬                                             ‫שטחים פתוחים הסמוכים לשכונות הבנויות‬
    ‫71‬                                                          ‫1.1.5. ‪Pinetop/Lakeside‬‬
    ‫81‬                                                                ‫2.1.5. יישום בישראל‬
    ‫81‬                                          ‫בקעת קטורה- האגם הקסום‬         ‫1.2.1.5.‬
                                    ‫3.1.5. שטחים פתוחים ציבוריים בעיר: פארקים עירוניים‬
     ‫91‬                        ‫יישום בעולם- ‪RESUSCITATING THE FEZ RIVER‬‬
     ‫12‬                                        ‫4.1.5. ‪The Beijing Olympic Forest Park‬‬
                                                                      ‫5.1.5. יישום בישראל‬
     ‫22‬                                                  ‫פארק אורבני בחיפה‬     ‫1.5.1.5.‬
     ‫32‬                                                      ‫2.5. שטחים פתוחים בבעלות פרטית‬



‫2‬                                      ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫32‬     ‫1.2.5. יישום בעולם- ‪Omega Center for Sustainable Living‬‬
    ‫52‬                                  ‫2.2.5. ‪Sidwell Friends School‬‬
    ‫62‬                                             ‫3.2.5. יישום בישראל-‬
    ‫62‬              ‫איילה צמחי מים- חווה נסיונית בציפורי‬    ‫1.3.2.5.‬
    ‫72‬                              ‫בניין אמפא בתל אביב‬     ‫2.3.2.5.‬
    ‫72‬                                        ‫אחוזת פולג‬    ‫3.3.2.5.‬
    ‫82‬                      ‫3.5. מערכות לטיהור מים ע"י צמחייה בגינות פרטיות‬
    ‫92‬                ‫4.5. מערכות לטיהור מים ע"י צמחייה כחלק מקומפלק בנוי‬
    ‫92‬                          ‫1.4.5. יישום בעולם ‪El Monte Sagrado‬‬
    ‫03‬                            ‫2.4.5. יישום בישראל – גג ירוק בציפורי‬
                                                      ‫6. ניתוח השוואתי ומסקנות‬
    ‫13‬   ‫1.6. ניתוח מאפייני השימוש בטכנולוגיות השונות לטיהור מים ע"י צמחים‬
    ‫23‬   ‫2.6. מערכות לטיהור מים כמרכיב נופי וסוגיית ההגנה על בריאות הציבור‬
    ‫43‬                     ‫3.6. יישום טכנולוגיות לטיהור מים ע"י צמחים בישראל‬
    ‫63‬                                                                 ‫7. סיכום‬
    ‫73‬                                                           ‫8. ביבליוגרפיה‬




‫3‬                     ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫1. הקדמה‬
‫ישראל הינה מדינה חצי-מדברית, ובה נושא המים תמיד נמצא על סדר היום. נדמה שבכל שנה מגיע השלב שבו‬
‫מופיעות כותרות העיתונים, המזהירות מהמחסור הצפוי במים ומהסכנה הצפויה לנו. מיד לאחר מכן מופיעים‬
‫הפרסומים על הגבלות חדשות שמוטלות עלינו, כדי לנסות לגשר על הפער בין הצורך הגובר למים ובין מקורות‬
                                                                            ‫המים שהולכים ומדלדלים.‬
‫באופן מפתיע הדיון הציבורי מתמקד בעיקר במציאת מקורות מים חדשים )בעיקר על-ידי התפלה(, ובחלוקת "עוגת"‬
                                   ‫המים לצרכנים השונים, אך כמעט ולא עוסק בשימוש חוזר במים ובטיהורם.‬

‫בישראל של שנת 0102, רוב מי הנחלים מזוהמים בביוב, שפכים תעשייתיים וביוב זורמים לעיתים קרובות ישירות‬
‫לים ומי התהום בסכנה תמידית של זיהום קרקע. גם מערכת השבת מי הביוב להשקיה, אינה מייצרים מים באיכות‬
                                                          ‫מספקת וגורמים נזק לפריון הקרקע בטווח הארוך.‬
‫כאשר נתקלנו בפעם הראשונה בשיטות לטיהור מים על-ידי צמחייה הרגשנו תחושת גילוי. אז עלתה שאלה: איך‬
‫ייתכן שקיימת שיטה שהיא גם טבעית בבבסיסה, גם יעילה וגם מתפקדת כריאה ירוקה ועדיין אינה חלק‬
                                                                  ‫מהאסטרטגיה שלנו לפתרון בעית המים?‬
‫ככל שנכנסו לעומק הדברים, וראינו כיצד שיטות מסוג זה משמשות בכל העולם ואף בישראל בהצלחה מרובה,‬
‫התחדד הצורך לבחון לעומק כיצד ניתן ליישם מערכות אלו בקנה מידה נרחב יותר ואף לבחון מדוע הדבר אינו שגור‬
                                                                                                 ‫בארץ.‬
‫להפתעתנו, חלק מהגילוי היה כמות הפרוייקטים הקיימים בארץ וההצלחה הגבוהה שהם זוכים לה הן מבחינת‬
‫איכות טיהור המים והן מבחינת אמינות המערכת. הבחירה להתמקד במערכות ברות יישום ברקמה עירונית הייתה‬
         ‫טבעית לנו הן בגלל העיסוק המקצועי כאדריכלים והן בגלל המורכבות הגבוהה יותר של יישום מערכות אלו.‬

‫אנו מקווים שהמודלים השונים של יישום מערכות טיהור מים על-ידי צמחייה יאומצו על-ידי מקבלי ההחלטות ויהפכו‬
                                                ‫לאסטרטגיה מובילה בטיפול בבעיות המים הרבות של ישראל.‬




‫4‬                                              ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫2. מבוא‬
‫משבר מים בישראל ובעולם הולך ומחריף מדי שנה. )הערת שוליים 1(. התחזיות לשנת 5202 מציינים ששניים מכל‬
‫שלושה בני אדם בעולם צפויים לסבול ממחסור במים. המחסור במים מאיים בעיקר על מדינות הנמצאת באזורים‬
‫מדבריים וספר מדבריים, ומהווה סכנה מוחשית לקיום האוכלוסיה בהם. יחד עם המחסור הצפוי במים, הולכת‬
‫ומחריפה בעיית זיהום המים. התפתחות התעשייה, גדילת האוכלוסייה האנושית וריכוז רוב האוכלוסייה בערים‬
  ‫גדולות וצפופות יצרו בעיות זיהום מים חמורות. עיקר הזיהום נובע מביוב לא מטופל והצטברות שפכים תעשייתיים.‬
‫הצורך הגדל והולך למים )הן לשתיה והן לצרכים אחרים( ומנגד הצורך לטהר כמויות גדולות של מים מזוהמים,‬
                               ‫העלה על סדר היום את הצורך בפתרונות ברי קיימא לטיהור ושימוש חוזר במים.‬

‫העבודה מתמקדת בטכנולוגית אגנים ירוקים, כטכנולוגיה בעלת הישגים מוכחים בטיהור מים, הנמצאת כבר היום‬
‫בשימוש נרחב בעולם. הטכנולוגיה )‪ (Phytotechnology‬עושה שימוש ביכולתם של צמחי מים, לטהר מים בתהליך‬
‫ביולוגי-טבעי ומסוגלת לטפל במים מזוהמים ברמות גבוהות. בנוסף ליכולות הטיפול במים, למערכת ערכים מוספים‬
                                                             ‫של איכויות נופיות לסביבה בה הם מיושמים.‬

‫ערים, אשר מתוקף היותן הרקמה האנושית הצפופה ביותר, מהוות צרכניות המים העיקריות במשק, אך במקביל הן‬
‫גם הגורם המייצר את כמות המים המזוהמים הגדולה ביותר. מציאת דרכים לשלב מערכות טיהור מים בתוך רקמה‬
‫עירונית, יכולה לתת מענה לשתי בעיות אלו: מחד, לטפל בכמויות המים המזוהמים )מים אפורים וביוב(, ומנגד‬
                                          ‫לספק מים באיכות מי שתיה או מי השקיה בחזרה לצריכה עירונית.‬

      ‫העבודה תתמקד בבחינת השאלה, כיצד ניתן לשלב מערכות טיהור מים מבוססות צמחים )‪(Phytotechnology‬‬
     ‫כמערכת נופית וברקמה עירונית. במחקר נציג סקירה של הטכנולוגיות הקיימות כיום וננסה לעמוד על יתרונותיה‬
    ‫וחסרונותיה של המערכת בהשוואה למערכות קונבנציונאליות קיימות. יש לציין שהעבודה תכלול בחינה חלקית של‬
         ‫הסוגיה. בחינה מלאה של הנושא דורשת התייחסות מלאה לסוגית ההשלכות הארכיטקטוניות, התרבותיות,‬
                 ‫האקולוגיות והכלכליות של שילוב מערכות טיהור מים ע"י צמחייה ברקמה עירונית וכמערכת נופית.‬

                                                  ‫יישום טכנולוגית )‪ (Phytotechnology‬במדינת ישראל.‬
‫ישראל שוכנת באזור חצי מדברי ומשאבי המים בה מוגבלים. רצף שנות בצורת הפוקד אותנו כמעט בכל עשור,‬
‫ובמיוחד בשנים האחרונות, יצרו פער מתמשך ומעמיק בין כמות המים הנצרכת לכמות המים הזמינה ממקורות‬
‫המים השונים. הפער הולך מחריף מאחר ושיעור הצריכה עולה מדי שנה עם הגידול באוכלוסייה והתפתחות‬
‫החקלאות והתעשייה. כל אלו מחייבים ניצול יעיל, מתוכנן ומושכל של כל מקורות המים האפשריים תוך מתן דגש על‬
                                                                      ‫טיהור ושימוש חוזר במים מזוהמים.‬

‫בישראל נבנו מעט פרוייקטים העושים שימוש בטכנולוגיה של אגנים ירוקים, והדבר בולט עוד יותר נוכח המחסור‬
‫ההולך וגובר במים. הסיבות לכך מגוונות, אך העיקרית בהן היא התנגדות עקבית של מוסדות הממשלה לקדם‬
‫פרוייקטים אלו, ואי הסדרת התקינה החיונית לשם כך. בעבודה נבחן את ההיתכנות של יישום טכנולוגית האגנים‬
‫הירוקים בישראל כחלק מרקמה עירונית. נבחן חלק מהחסמים הניצבים כיום בפני ביצוע פרויקטים של אגנים ירוקים,‬
                 ‫ונציע מספר פתרונות אפשריים לפתרון חסמים אלו בהסתמך על הנסיון שנצבר מתקדימים בעולם.‬




‫5‬                                               ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫שפעילות אירובית יעילה ומהירה עד פי 01 מפעילות‬              ‫3. רקע תיאורטי – טכנולוגית האגנים‬
    ‫ביולוגית אנאירובית(. בנוסף, הצמח מפריש חומרים‬                                         ‫הירוקים‬
    ‫שונים, היוצרים בית גידול מיטבי לאוכלוסיות שונות של‬
    ‫מיקרואורגניזמים. מיקרואורגניזמים אלו – חיידקים,‬                     ‫1.3 טיהור מים על-ידי צמחי מים בטבע‬
    ‫פטריות, אצות, ופרוטוזה ניזונים מהחומרים השונים‬
                    ‫במים לצורך קיום מעגל החיים שלהם.‬           ‫צמחי מים בסביבה טבעית גדלים בביצות, גדות‬
                                                               ‫נחלים ואזורים רטובים בהם הם מנצלים את שלל‬
    ‫המים הזורמים במצעים ובתוך בתי השורשים העטופים‬                           ‫חומרי המזון הקיימים במים לגדילתם.‬
    ‫במיקרואורגניזמים אלו, מטוהרים בתהליך משותף להם‬             ‫צמחי המים יכולים לחיות בסביבות מים מזוהמות‬
                                            ‫ולצמח.‬                         ‫ברמות שונות וזאת עקב סיבות שונות:‬

                                                               ‫1. צמחי מים לרוב נמצאים בטבע במקומות‬
     ‫2.3 שימוש במצעים ידי אדם כבסיס לצמחי המים‬                 ‫נמוכים ולכן משתמשים במים ממקורות‬
                                                               ‫שונות אשר זרמו אליהם מתוקף כוח‬
                                                               ‫הגרביטציה. פעולה זאת במשך עידנים‬
    ‫המצע עליו גדלים הצמחים משמש למעשה כמסנן‬                    ‫גיאולוגיים יצרה עמידות לסוגים רבים של‬
    ‫ביולוגי לשפכים. הוא מכיל מצע גידול, בדרך-כלל‬                         ‫הרכבי מים ברמות זיהום שונות.‬
    ‫תערובת של אגרגט מדורג, חול וקרקע מקומית,‬                   ‫2. בכדי לאפשר גמישות ופיזור גיאוגרפי רחב‬
    ‫המאפשרת את הזרמת השפכים דרכה, אך עוצרת את‬                  ‫סיגלו צמחי המים יכולת התמודדות עם‬
    ‫המוצקים ומפרקת אותם. הצמחים מפתחים ציצת‬                    ‫מצעי גידול שונים ביניהם מצעים שנוצרו‬
    ‫שורשים צפופה, בעלת שטח פנים גדול, עליה מתפתחת‬              ‫על-ידי סחף, ולכן פיתחו מערכת שורשים‬
    ‫אוכלוסיית מיקרואורגניזמים עשירה, המסוגלת לפרק את‬           ‫ייחודית המאפשרת להם לחיות על המים‬
    ‫המזהמים האורגניים במים. המפרקים )בעיקר חיידקים(‬            ‫ולהשתמש בחומרים השונים במים )לרבות‬
    ‫מותאמים למזהמים השונים ומשתמשים בהם כמקור‬                  ‫הנחשבים על ידינו כמקור זיהום( כמקור‬
    ‫אנרגיה לתהליכי החיים. הם מפרקים אותם לתרכובות‬                                                 ‫מזון.‬
    ‫יציבות, הנקלטות בחלקן על-ידי הצמחים. יחסי גומלין אלו‬       ‫3. אוכלוסיות החיידקים המתפתחת סביב‬
    ‫מאפשרים פירוק ביולוגי של השפכים מחד ושגשוג של‬              ‫שורשי צמחי המים הינה ייחודית, לה‬
    ‫הצמחים מאידך. בתהליך טיהור זה משולבים מספר‬                 ‫תכונות של שיעור התרבות גדול, מחזור‬
    ‫תהליכים טבעיים: סינון וספיחה של מרחפים, פירוק‬              ‫רבייה קצר וגמישות גנטית גבוהה. כל אלו‬
    ‫ביולוגי של תרכובות אורגניות, קליטת חומרים מזהמים‬           ‫מאפשרים לאורגניזמים אלו להתאים עצמם‬
    ‫על ידי הצמחים )כולל רעלים ומתכות כבדות(, שיקוע‬             ‫מהר לחומרים השונים במים ולהפוך אותם‬
                                  ‫ונידוף של תוצרי הפירוק.‬      ‫למקור מזון זמין. בנוסף, צמחי מיים‬
                                                               ‫מאופיינים בקצב גידול ופעילות גבוה‬
    ‫הטבעית‬    ‫הביולוגית‬     ‫המערכת‬       ‫3.3‬             ‫0‬
                                                               ‫מהרגיל )בהשוואה לגידולים חקלאיים צמחי‬
    ‫בבית‬   ‫המתפתחת‬       ‫)‪(Phytoremediation‬‬                    ‫מים הם בעלי יכולת יצירת ביומסה גבוהה‬
                      ‫השורשים של צמחי המים.‬                                                   ‫פי כמה(.‬

    ‫המערכת הביולוגית הפעילה בבית שורשים של צמחייה‬        ‫1‬     ‫כל אלו יצרו התאמה אבולוציונית של צמחי המים‬
    ‫וצמחיית מים בפרט עשירה ומגוונת ביותר. למעשה‬                ‫לצרכיכהם הייחודיים. המבנה של צמחי המים‬
    ‫ביחידת נפח של בית שורשים בוגר של צמח פעיל קיימים‬           ‫מאפשר להם הובלת גזים מבית השורשים ואליו.‬
    ‫פי 000,1 יותר מיקרו-אורגניזמים מאשר ביחידת נפח של‬          ‫הצמח הגדל בסביבה רוויה, מסוגל להסיע את‬
    ‫מערכת טיהור ביולוגית קונוונציונאלית אחרת. כמו-כן,‬          ‫החמצן הדרוש לו אל בית השורשים, ויוצר סביבו‬
    ‫בשל השונות הסביבתית העשירה בבית השורשים‬                    ‫סביבה רווית חמצן. כמות החמצן המוחדר עשוי‬
    ‫בעומקים שונים, בסביבת אגרגטים שונים וכמובן אצל‬             ‫להגיע ביום אף עד ל- 02 ג' למ"ר. )ידוע הוא‬


‫6‬                                                     ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫מצע השורשים המסועף ועתיר שטח הפנים של שורשי‬
    ‫צמחי המים. בכך הם תורמים משמעותית לתהליך‬
    ‫הטיהור. השורשים ממלאים תפקיד נוסף בכך שהם‬
      ‫מאטים את קצב הזרימה וצוברים את המוצקים שנותרו.‬
                                                              ‫טיהור המים מתבסס על הקביעה כי לצד כל חומר‬                    ‫2‬




    ‫השימוש העיקרי בבריכות אופקיות הוא לטיהור שניוני‬      ‫6‬    ‫אורגני המצוי בעולם, הנוצר בתהליך אבולוציוני‬
    ‫כחלק ממערך נרחב יותר של טיהור. בדרך-כלל משמשות‬            ‫במשך מיליוני שנים, קיים מיקרואורגניזם המנצל‬
    ‫בריכות הטיהור האופקיות לטיפול באיסוף מי גשם, מים‬                          ‫אותו כמקור מזון תוך כדי פירוקו.‬
                          ‫אפורים, או אף כטיפול שלישוני.‬
                                                              ‫אחד מיתרונות השימוש במערכת הביולוגית כבסיס‬                   ‫3‬




                                                              ‫לטיהור מים הוא העובדה כי המערכת הביולוגית‬
                                                              ‫הטבעית צורכת מעט מאוד אנרגיה. היא שואבת‬
    ‫.2.4.3 עיקרון זרימת המים על פני השטח ‪SF‬‬              ‫7‬
                                                              ‫אותה ממקורות מתחדשים כמו השמש, תנאי‬
                             ‫)‪(Surface flow‬‬                   ‫האקלים המקומי, וכוחות גרוויטציוניים להובלה‬
                                                                                      ‫וטיהור של מחזורי מים.‬
    ‫בריכות מסוג זה הינן הבריכות הפשוטות ביותר להתקנה‬     ‫8‬




    ‫אשר קיימות היום ליישום פרקטי. החפירה בדרך כלל‬
    ‫מאוד רדודה, אשר אותה ממלאים באדמה מקומית או‬               ‫עקרונות‬              ‫יישום‬  ‫ניתוח‬      ‫4.3‬
    ‫חצץ מדורג כמצע לצמחייה. על מנת להימנע מזרם מהיר‬           ‫במערכות‬               ‫ה‪PHYTOREMEDIATION‬‬
                 ‫מדי, השיפוע לכיוון הניקוז הינו קל מאוד.‬                                      ‫לטיהור מים‬
                                                              ‫בחלק זה נסקור את השיטות השונות לטיהור מים‬
    ‫סוגי צמחים רבים מתאימים עבור סוג זה של בריכות, מה‬    ‫9‬


                                                              ‫על-ידי צמחייה: ‪ ,VF ,FF ,SF ,SSF‬ושיטת ה-‬
                               ‫שמקנה לה איכות של גיוון.‬                                        ‫‪.Restorer‬‬

    ‫מערכת של צינורות מפזרת את המים באופן שווה.‬          ‫01‬




    ‫מוצקים במים פוגשים את מושבות הבקטריות על גבי‬
                                                              ‫1.4.3 בריכות טיהור אופקיות ‪Sub-) SSF‬‬
                          ‫שטח המצע ושורשי הצמחים.‬
                                                                                      ‫‪(surface flow‬‬

    ‫לבריכות אלו יש חיסרון משמעותי של חוסר יעילות אל‬
                                                              ‫עיקרון הבריכות האופקיות הוא חפירה רדודה של‬
                                                        ‫11‬




                                                                                                                           ‫4‬




    ‫מול הבריכות העמוקות, מה שמצריך שימוש נרחב בשטח‬
                                                              ‫אדמה ודיפון החפירות בחומר המונע דליפת מים‬
                                             ‫אדמה.‬
                                                              ‫ויוצר בריכה אטומה. את הנפחים החפורים ממלאים‬
                                                              ‫בחומר כגון אדמה אך יותר נפוץ הוא החצץ אשר בו‬
    ‫3.4.3 בריכות בזרימה אופקית, בזרימה חופשית‬
                                                              ‫יהיו חייבים המים לעבור כדי למצות את תהליך‬
                                                        ‫21‬




    ‫כסדרת בריכות ‪Free water surface ) FWSW‬‬
                                                              ‫הטיהור עצמו. בתחילת התהליך עוברים המים‬
                                   ‫‪( wetlands‬‬
                                                              ‫בבריכה אשר מפזרת את הזרם באופן שווה לכל‬
                                                              ‫המערכת. בסוף המערכת, המים המטוהרים‬
    ‫סוג פשוט נוסף של בריכות הוא למעשה אגמים רדודים‬      ‫31‬




                                                              ‫מתנקזים לצינורות ניקוז ומשם למאגר מים אשר‬
    ‫אשר בהם צמחים תת-מימיים וצמחי פריפריה. העיקרון‬
                                                              ‫נועד על לווסת את כמות המים במערכת ולמנוע‬
    ‫הינו חיקוי של נהר ואגמים טבעיים בהם מים זורמים‬
                                                                 ‫רוויה אשר עלולה לגרום נזק בלתי הפיך למערכת.‬
         ‫לכמה אגנים באופן חופשי, ונפלט למערכת הטבעית.‬

                                                              ‫מהלך הטיהור מתרחש דרך תערובת של שני סוגי‬
    ‫על מנת להימנע מזרם מהיר מדי ומחזור קצר מדי, יש‬
                                                                                                                           ‫5‬




                                                        ‫41‬




                                                              ‫צמחים עיקריים: אירוביים ואנאירוביים. שני סוגים‬
    ‫לדאוג למתקני הזרמה ואיסוף מסונכרנים. אף על פי‬
                                                              ‫אלו הם המכאניזם החשוב ביותר במערכת טיהור‬
                                                              ‫המים. מושבות צפופות של בקטריות, נוצרות על גבי‬


‫7‬                                                    ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫5.4.3 ‪" ECO MACHINE‬מכונה אקולוגית"‬
    ‫השיטה הומצאה על-ידי ד"ר גון טוד )‪(Dr. John Todd‬‬
    ‫וכוללת מערכת משולבת של השיטות השונות לטיפול‬
    ‫בשפכים. המערכות נבנות מחוץ ובתוך מבנים או חממות.‬          ‫הטיפול במוצקים נעשה על-ידי המגע עם מושבות‬                    ‫51‬




    ‫המערכת משתמשת ברכיבים השונים על-פי סדר פעולה‬              ‫הבקטריות. בבריכות אלו לעיתים עושים שימוש‬
    ‫מבוקר מחשב וכוללת אמצעי בטיחות לווידוא הטיהור‬                            ‫באצות בנוסף לצמחייה הקיימת.‬
                                                  ‫בסופו.‬
    ‫לרוב, למערכות יש רכיב טיפול אנאירובי בתחילת‬               ‫גם לבריכות אלו, בדומה לבריכות אשר פועלות על‬                  ‫61‬




    ‫התהליך, ויסות זרימה, מיכלים לטיפול האירובי שם‬             ‫עיקרון זרימת המים על פני השטח, יש חיסרון‬
                       ‫מתרחש רוב הטיהור ומיכלי פוליש.‬         ‫משמעותי של חוסר יעילות מול תא השטח בו הן‬
    ‫גודל המערכת נע כתלות בהיקף כמויות המים לטיפול,‬              ‫מיושמות, מה שמצריך שימוש נרחב בשטח אדמה.‬
    ‫ונע בין גינות ירק ובריכות נוי ולאלמנטים מבניים כחלק‬
                                       ‫תכנוני בלתי נפרד.‬

                                                              ‫עד כה דנו בשיטות הזרמת מים אופקית. שיטה‬                      ‫71‬




                                                              ‫נוספת אשר נסקור שונה עקרונית משאר השיטות‬
                                                                      ‫שסקרנו והיא שיטת ההזרמה הורטיקלית:‬

                                                               ‫4.4.3 בריכות טיהור אנכיות ‪(Vertical flow) VF‬‬                ‫81‬




                                                              ‫בריכות הטיהור האנכיות הינן בריכות חפירה רדודה‬                ‫91‬




                                                              ‫או מתקן על-קרקעי. נתיב המים מדופן על-ידי חומר‬
                                                              ‫איטום המונע דליפת מים מהמערכת ואוטם אותה‬
                                                              ‫ממזיקי חוץ. בתחתית הבריכה, מותקנים צינורות‬
                                                              ‫מנקזים אשר פוגשים את פני השטח בסופם, כך אויר‬
                                                              ‫חודר ונפלט באופן תמידי מהבריכה. החומר שממלא‬
        ‫תמונה מספר 1- עקרון הפעולה של מערכות ‪ECO MACHINE‬‬      ‫את המערכת הוא אדמה מקומית או חצץ מדורג‬
                                                                                                     ‫שכבתי.‬
                                  ‫שלבי פעולת המערכת:‬
    ‫• מיכל שיקוע מפריד משקעים ומבצע בקרה על‬                   ‫פעולת הטיהור הינה בעיקרה תוצר אירובי של‬                      ‫02‬




                                         ‫הזרימה.‬               ‫הצמחייה אשר מתרחש בשכבה העליונה של המצע.‬
    ‫• מערכת בקרה חכמה לשליטה על כל פעולות‬
    ‫המערכת. מערכת מבוססת אינטרנט למעקב‬                        ‫עיקרון הפעולה הינו מעבר מים ורטיקאלי דרך המצע‬                ‫12‬




                                           ‫מעודכן‬             ‫המטהר עד צינור ניקוז בתחתית אשר מנקז את‬
    ‫• מערכת ראשונה של צמחיית מים: שטחה קטן, ועם‬               ‫המים אשר, במקרה הצורך, נשאבים לסיבוב נוסף‬
    ‫ייעול תהליכי שחרור חנקן על-ידי סירקולציה‬                                                   ‫וחוזר חלילה.‬
    ‫תמידית של המים דרך המערכת. הדבר גם מייעל‬
                             ‫תהליכי העברת חמצן.‬               ‫שילוב של שתי בריכות ורטיקאליות יכול להיות יעיל‬               ‫22‬




    ‫• מערכת שניה: זרימה אופקית תת מצעית - לטיהור‬              ‫כאשר מועברים נוזלים מבריכה אחת לשנייה‬
    ‫כמויות מים גדולות יותר ושיפור איכות המים לאחר‬             ‫ונפתחת האופציה לתחזוקה של אחת כאשר השנייה‬
                                ‫המערכת הראשונה.‬                                                 ‫עודה מתפקדת.‬
    ‫• מערכת שלישית: זרימה אנכית - נועדה לשלב‬
    ‫ה"פוליש" טיהור המים לאיכויות גבוהות עד מי‬
                                           ‫שתיה.‬


‫8‬                                                    ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫בהתאם לשפכים בהם הן מטפלות: שפכים עירוניים,‬            ‫62‬    ‫ווידוא איכות מים וטיהור סופי - מערכות עזר‬                  ‫•‬
    ‫שפכים קשים, טיהור נחלים ויצירת פארקים ציבוריים ע"י‬           ‫לווידוא חיסול פתוגנים בעיקר על-ידי קרינת‬
                  ‫שימוש במים מטוהרים ממערכות ביולוגיות.‬                                              ‫‪.UV‬‬

      ‫1.5.3 מערכת ביולוגית לטיהור שפכים עירוניים‬           ‫72‬
                                                                                         ‫6.4.3 שיטת ה- ‪RESTORER‬‬

      ‫אגנים ירוקים )‪(CONSTRUCTED WETLANDS‬‬                  ‫82‬


                                                                 ‫‪"Restorers are floating structures that‬‬
    ‫מהווים טכנולוגיה מקובלת לטיפול בשפכים עירוניים‬               ‫‪support an ecologically engineered‬‬
    ‫בארה"ב ואירופה. השיטה מיושמת במספר דרגות טיפול:‬              ‫"‪aquatic ecosystem‬‬
                                                                                       ‫.‪JOHN TODD ECOLOGICAL DESIGN, INC‬‬
    ‫1. טיפול טוטאלי- בכל השפכים העירוניים, על כל‬
                                              ‫92‬




                                       ‫שלביהם.‬
                                                                 ‫הריסטורר הינה מערכת אשר עובדת על בסיס‬
    ‫2. טיפול חלקי - המערכת מהווה רק חלק ממערך‬
                                                                 ‫תעלות או אפיקים קיימים בהם זורמים מים‬
                                              ‫03‬




    ‫הטיפול, כאשר באמצע התהליך ישנה טכנולוגיה‬
                                                                 ‫מזוהמים. המערכת מבוססת על מבנים צפים אשר‬
    ‫אחרת. בדרך-כלל האגנים הירוקים משולבים‬
                                                                 ‫מהווים מצע לקיום סביבה מיימית ביולוגית.‬
    ‫בשלב הטיהור הסופי והמסובך יותר, אך לעיתים‬
                                                                 ‫הסירקולציה הטבעית והציפה של צמחי המים הם‬
                     ‫כטיפול קדם, ולעיתים שניהם.‬
                                                                 ‫תנאים לקיום תהליך הטיהור של המים. המים‬
    ‫3. טיפול במים אפורים בלבד: טיפול במים שהיו‬
                                                                 ‫המזוהמים באים במגע עם הצמחייה הצפה ובתי‬
                                              ‫13‬




    ‫בשימוש ביתי שאינו הדחת אסלות – מקלחות,‬
                                                                 ‫השורשים המסועפים שלה, וכך מנקים אותם‬
    ‫שטיפת כלים וכו'. זוהי הגישה הנפוצה ביותר -‬
                                                                 ‫מהמזהמים השונים. הגיוון האקולוגי מייצר סביבה‬
    ‫מערכות אלה מקובלות מאד ביפן )זהו חוק‬
                                                                 ‫עמידה לתנודות זיהום קיצוניות, ככזה שעולה‬
    ‫מחייב לשכונות חדשות(, וכן ניתן למצוא אותן‬
                                                                 ‫ביתרונותיו על פני פתרון טיהור מסורתי. יתרונות‬
          ‫בסין, ובמקומות שונים באירופה ובארה"ב.‬
                                                                 ‫המערכת הם ביכולתה לנקות מים זורמים תוך כדי‬
                                                                 ‫תהליך הזרימה, ובנוסף תחזוקה שוטפת ותפעול‬
    ‫גם מבחינת מיקום המערכת ותפקידה בחיי העיר‬
                                                                                             ‫קלים, בעלות נמוכה.‬
                                                   ‫23‬




                              ‫ישנן גישות שונות:‬

                                                                 ‫5.3 סקירת מערכות אגנים ירוקים‬
    ‫1. הגישה המתייחסת למערכת הטיפול הצמחית‬
                                                                                                                                ‫32‬




                                                                 ‫שונים בהתאם לרמת הזיהום המטופלת‬
                                              ‫33‬




    ‫כאל כל מערכת טיפול נפרדת, וממקמת אותה‬
                                                                             ‫ורמת הטיהור הנדרשת:‬
    ‫רחוק ככל האפשר ממקום מיושב. )הדבר נכון‬
            ‫בעיקר למערכות הכוללות טיפול בבוצה(.‬
    ‫2. התייחסות למערכת כאל נכס עירוני, ושילובה‬‫43‬




    ‫בפארק עירוני הסובב את העיר. אזורים‬
    ‫מסוימים, בדרך-כלל של הטיפול הראשוני, אינם‬
    ‫נגישים לציבור, אך חלק ניכר מהמערכת מהווה‬
    ‫מקלט לחיות בר, ציפורים במיוחד, ומשולבים בו‬
                   ‫מסלולי מטיילים ונקודות תצפית.‬
    ‫3. התייחסות למערכת כאל נכס שכונתי, המשולב‬ ‫53‬




    ‫בדרך-כלל בשטח ציבורי פתוח, מייצר מים‬
    ‫להשקיה מקומית ומתפקד כחלק אינטגראלי‬                          ‫תמונה מספר 2- מערכת ריסטורר בסין המיושמת לטיהור‬                ‫42‬




                                  ‫מהנוף השכונתי.‬                                           ‫מי נחל מקומי העובר בתוך העיר.‬
    ‫4. התייחסות לטיהור כאל תהליך המתרחש‬       ‫63‬




    ‫במסגרת משק בית בודד ואינו מועבר להמשך טיפול‬                   ‫בחלק זה נסקור את מבנה מערכות האגנים הירוקים‬                   ‫52‬




    ‫במערכת ריכוזית כלשהי. דוגמא לכך היא מדינת‬


‫9‬                                                       ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫הסיבה הראשונית נובעת ישירות מאוזלת ידן של‬
     ‫המערכות הקונוונציונאליות, לתת מענה לדרישות‬
     ‫הרשויות והתקן, ושיקולי העלות הנמוכה יחסית בהקמה‬
     ‫של מערכות המב"ט )מערכות ביולוגיות לטיהור שפכים(‬
     ‫והזניחה באחזקתן, יכולתן לספוג תנודות חריפות‬
     ‫בספיקה ואיכות, לתפקד לאורך שנים ללא התערבות‬
     ‫אנושית, איכות המים המעולה המתקבלת ביציאה וגם‬
                      ‫הרצון לאמץ גישה סביבתית מקיימת.‬
                                                             ‫לאחרונה, התבצעו מספר מחקרים אקדמיים על‬                       ‫73‬




     ‫בארה"ב קיים מספר רב של מערכות אגנים בתעשייה‬       ‫44‬    ‫יעילות הטיפול במערכות ביוב עירוניות. רוב‬
     ‫הפטרו-כימית. למעשה, רוב חברות הדלק והגז‬                 ‫המחקרים מראים יעילות גבוהה בטיהור המים‬
     ‫משתמשות בטכנולוגיה זו בצורה זו או אחרת. חלק מכך‬         ‫והורדת כמות המזהמים והפתוגנים )חיידקים גורמי‬
     ‫משיקולים פוליטיים-תדמיתיים, אך בעיקר מכיוון שהבעיה‬                              ‫מחלות( באופן משמעותי.‬
     ‫המתמשכת של זיהום קרקע, מי נגר ומי תהום על ידי‬
     ‫תוצרי התעשייה בנוסף לגודל השטחים המזוהמים, היוו‬                                                      ‫בין המחקרים:‬    ‫83‬




     ‫זרז לחיפוש טכנולוגיה המסוגלת להתמודד עם כל מכלול‬
     ‫המזהמים לתקופות זמן ארוכות, בעלויות מינימאליות.‬         ‫מחקר שבוצע על-ידי ‪Jan Vymazal‬‬                      ‫93‬   ‫•‬
     ‫טכנולוגיה אשר מטהרת מים בהתאם לתקנים המחמירים‬           ‫בצכיה ובדק את יעילות הטיפול בשפכים‬
     ‫ביותר. התקן המקובל לתעשייה זו נקרא: ‪– NPDES‬‬             ‫עירוניים על-ידי אגנים ירוקים. המחקר מצא‬
     ‫‪Pollutant Discharge Elimination‬‬          ‫‪National‬‬       ‫הורדה של %99 מסך הפתוגנים במים‬
                          ‫‪ System‬והוא מותאם לכל מקרה.‬        ‫לאחר הטיהור. המחקר מציין כי ישנם‬
                                                             ‫חומרים שרק מערכות מבוססי צמחים‬
     ‫אנו עדים לשלל דוגמאות רחבות היקף במדינות כגון:‬    ‫54‬
                                                             ‫מסוגלות לטהר מהמים מאחר והם בעלי‬
     ‫קנדה, אנגליה, חברת ‪ BP‬שבגרמניה, מפעלי הזיקוק של‬                  ‫עמידות להכלרה ולשיטות נוספות.‬
     ‫דנמרק, חוות מיכלי דלק ב- ‪Port Everglades‬‬                ‫מחקר שבוצע על מערכות אגנים ירוקים‬                  ‫04‬   ‫•‬
     ‫שבפלורידה, ובסין אשר הצליחו להפחית ב- %09 את‬            ‫באוגנדה, בה השיטה מאומצת עקב‬
     ‫כמות השמנים בשפכים על-ידי שימוש בצמחים שונים‬            ‫פשטות התחזוקה והאמינות הגבוהה שלה.‬
                                    ‫)0002 ,‪.(Xia et al‬‬       ‫המחקר בדק את הורדת הפתוגנים ומצא‬
                                                             ‫הורדה מלאה של הפתוגנים במים. המחקר‬
     ‫חברת ‪ Amoco‬ב- ‪ Mandan,N. Dakota‬משלבת‬              ‫64‬    ‫מציג את זמן השהייה כמרכיב משמעותי‬
     ‫מערכת אגנים ירוקים מזה כ- 03 שנה באתר זה.‬                       ‫באיכות המים היוצאים מהמערכת.‬
     ‫המערכת מטפלת בתשטיפים המזוהמים מהמפעל על פי‬             ‫מחקר הבדק המצאות טפיל ה‬                            ‫14‬   ‫•‬
     ‫תקן ‪ NPDES‬הרלוונטי במקרה שלה. המשתנים‬                   ‫קריפטוספורידיום שחדר למי השתיה‬
     ‫המטופלים הם: ‪ ,COD ,BOD‬אמוניה, סולפאטים,‬                ‫בבריטניה עקב זיהום של שפכים. המחקר‬
     ‫פנולים, שמנים וגריז, תרכובות כרומיום ומוצקים‬            ‫בדק כיצד מערכות אגנים ירוקים יכולים‬
     ‫מרחפים. המערכת מטפלת בצורה יציבה בכל המשתנים,‬           ‫לחסל את הטפיל הזה על-ידי חיידקים‬
     ‫עומדת בדרישות התקן והמים המטופלים מוזרמים לנהר‬          ‫מסוימים הנמצאים בבית השורשים שלל‬
                                      ‫המיסורי הקרוב.‬                                       ‫הצמחים.‬

     ‫בארץ נבנו כמה וכמה מערכות לטיהור שפכים על-ידי‬     ‫74‬    ‫2.5.3 מערכות לטיהור שפכים קשים על-ידי‬                        ‫24‬




     ‫צמחייה. התוצאות מציגות תמונה אופטימית: המערכות‬                                         ‫צמחייה‬
     ‫עומדות בתנאים הקשים ומספקות אחוז הורדה גבוה של‬
     ‫הפרמטרים הנדרשים על-ידי משרד הבריאות, ובנוסף‬            ‫מערכות ביולוגיות טבעיות תופסות מקום ועניין גובר‬              ‫34‬




                                                             ‫והולך בקרב חברות המייצרות שפכים "קשים".‬


‫01‬                                                  ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫גם בישראל, יישום של טיהור המים עוד בשלב הראשוני‬
     ‫בקרבת מקור הזיהום, הינו הפתרון העדיף, מאחר‬
     ‫ולצמחי מים שונים יכולות טיהור מרשימות של מזהמים‬
     ‫קשים כמו מתכות, פתוגנים, חנקות, פוספטים, מלחים,‬
     ‫בורון ועוד. לכן, אין להתייחס להזרמת שפכים כאסון אלא‬        ‫3.5.3 שיקום נחלים בעזרת מערכות צמחי‬
     ‫כמקור מים קבוע, שיש לטפל בו בצורה נכונה. מאחר‬                                              ‫מים‬
     ‫ולנחל מגיעים זיהומים לא ממוקדים בהמשך הדרך‬
     ‫)דשנים חקלאים, הזרמות שפכים פיראטיות, תשטיפי‬               ‫נחלים רבים בישראל ובעולם הפכו כאמצעי להזרמת‬
        ‫כבישים ועוד(, ניתן וכדאי להוסיף מעקפים ‪"BY‬‬              ‫שפכים - הן ביוב עירוני והן שפכים תעשייתיים.‬
     ‫"‪PASSES‬בהמשך האפיק כדי להבטיח את איכות‬                     ‫זיהום הנחלים גורם לנזק לנחל עצמו אך גם לכל‬
     ‫המים בהמשך. אלו מערכות מודולריות וניתן למקמן‬               ‫האקוסיסטמה הניזונה ממנו ונגרמת פגיעה רב-‬
          ‫בכניסות שפכים שונות, ולהגדילן עם הגידול בספיקה.‬       ‫מערכתית בצמחייה, בבעלי החיים ובבני האדם‬
                                                                               ‫התלויים בנחל לפרנסתם ולרווחתם.‬
                                                                ‫טיהור הנחלים על-ידי אגנים ירוקים הוא נושא שנוי‬
     ‫4.5.3 יצירת מערכות נופיות המשתמשות באגנים‬            ‫84‬
                                                                ‫במחלוקת. צמחי המים הם הצמחייה הטבעית בגדות‬
                 ‫הירוקים כפארקים לרווחת הציבור‬                  ‫הנחלים ולהם תפקידים חשובים בייצוב הגדות,‬
                                                                ‫טיהור המים, יצירת הצללה, אספקת מסתור ומזון‬
     ‫בשנים האחרונות נבנו בעולם )המפותח והמתפתח(‬           ‫94‬                ‫לבעלי החיים, וכמובן חשיבות אסתטית.‬
     ‫אלפים רבים של מערכות אגנים ירוקים כפתרון שכונתי‬            ‫הוספת צמחי מים זרים לנחל יכולה לשנות את‬
     ‫או עירוני לשפכים, המהווה במקביל פארק לרווחת‬                ‫האקוסיסטמה הטבעית שלו ולגרום נזק למערכת‬
     ‫הציבור. היישום מגוון, וכולל אגנים ירוקים כריאות ירוקות‬     ‫כולה. לכן כל הוספה של אגנים ירוקים צריכה‬
     ‫של העיר, כשמורת טבע, כאיזור צפרות, וכפארקים‬                ‫להתייחס למגוון השיקולים הכולל והשפעתם על‬
     ‫משולבים הכוללים את כל המערכות המפורטות לעיל.‬                                              ‫הסביבה הטבעית.‬
     ‫רוב המערכות נבנו במקומות שבהם אין מחסור במים,‬              ‫האסטרטגיה המקובלת היא לבצע את טיהור המים‬
     ‫ואף על פי כן, נמצא שזו השיטה הנכונה ביותר לטיפול‬           ‫קרוב ככל האפשר למקור זיהום המים, ולהזרים‬
     ‫בשפכים. במקום שבו המים יקרי מציאות, יתרון המערכת‬           ‫לנחל מים מטוהרים ללא שינוי באקוסיסטמה שלו.‬
     ‫מקבל משנה תוקף עם התרומה של פארק לתושבים‬                   ‫אסטרטגיה נוספת היא הוספת מעין מעקף לנחל‬
                                ‫ואספקת מים לגינון הציבורי.‬      ‫)אפיק פרישה וכניסה חוזרת(, המוביל את מי הנחל‬
                                                                ‫אל אזור נפרד בו מתבצע הטיהור על-ידי האגנים‬
     ‫בסין פותח הרעיון כבר לפני דורות רבים. מי השפכים‬      ‫05‬

                                                                   ‫הירוקים ולאחר מכן משיב המים המטוהרים לנחל.‬
     ‫זרמו בתעלות לאגם מרכזי שהיווה את מרכז החיים‬
     ‫העירוני. עם הגידול באוכלוסיה ובזיהום, הפכו האגמים‬                                             ‫שיקום נחלים בישראל‬
     ‫למטרדים אקולוגיים ולבעיה שתפחה עם השנים, פיתחו‬
     ‫הסינים את מושג ה"אקו סיטי": אזורי טיהור צמחים‬              ‫מדינת ישראל מתבוננת מול מצב שבו נחלי ישראל‬
     ‫נרחבים ליד האגמים, שם מסוחררים מי האגם‬                     ‫מזוהמים ברובם. לרוב הנחלים הזורמים מוזרמים‬
     ‫ומטוהרים. בנוסף, אזורים בסביבת שכונות המגורים‬              ‫שפכים באופן קבוע, הן מתעשייה והן ביוב עירוני‬
                             ‫החדשות, במקום גינון צבורי.‬         ‫ברמות טיהור שונות. גם כאשר מוזרמים לנחל מים‬
                                                                ‫מטוהרים על-ידי מכון טיהור שפכים, הם לרוב לא‬
     ‫יכולת הטיהור הכוללת של מערכות כאלה, היא הסיבה‬        ‫15‬



                                                                ‫באיכות מספקת ואיכותם משתנה בהתאם לסוג‬
     ‫העיקרית לפריחת המערכות המשולבות בשטחים‬                     ‫השפכים שהמכון מטפל בהם. חריגה אחת באיכות‬
     ‫הציבוריים. בניגוד לרוב מערכות הטיהור הקוונציונאליות‬        ‫המים המטוהרים יכולה לגרום נזק אנוש לנחל‬
     ‫המתמודדות עם היבטים מסוימים בלבד של הטיהור‬                                               ‫ולמרקם החיים בו.‬



‫11‬                                                     ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫אם כן, מדוע כדאי להקים מערכות לטיהור מים כחלק‬
                       ‫מרקמה עירונית בנויה בישראל?‬

            ‫התשובה לשאלה זו נעוצה בשלוש סיבות עיקריות:‬
     ‫1. כאמור, הערים הינן הצרכּן ויצרן המים‬
                     ‫ָ‬
                           ‫המזוהמים הגדול ביותר.‬
     ‫2. הפתרונות הקוונציונאלים המיושמים כיום,‬
     ‫גורמים לאיבוד של כמעט %05 ממי הביוב‬                                                          ‫4. שיטת המחקר‬
     ‫)עקב עומס על המט"שים = מתקנים לטיהור‬
     ‫שפכים, אשר אינם מגיעים לרמת טיהור‬                         ‫שאלת המחקר שתבחן בעבודה זו היא - כיצד ניתן‬
     ‫המאפשרת שימוש חוזר בהם(, וכן איבוד של‬                     ‫לשלב מערכות טיהור מים מבוססות צמחים‬
     ‫%001 ממי הנגר ואיבוד של היכולת להשתמש‬                     ‫)‪ (Phytotechnology‬כמערכת נופית וברקמה‬
        ‫במים האפורים המהווים רוב המים במערכת.‬                                                ‫עירונית צפופה?‬
     ‫3. פתרון של מערכות לטיהור מים: היכולת לטהר‬                ‫המחקר שואף להציג את האסטרטגיות העיקריות‬
     ‫מים, להחזירם לשימוש ישיר ולהוות ריאה‬                      ‫לשימוש במערכות טיהור מים על-ידי צמחים, כחלק‬
     ‫ירוקה עבור העיר. יכולת יצירת מים זמינים‬                   ‫ממערכת טיהור המים העירונית. המחקר יציג שורה‬
     ‫הינה אדירה בהיקפה ותביא לחסכון כלכלי ניכר.‬                ‫של תקדימים מהארץ ומהעולם ויציג ניתוח של‬
                                                               ‫האסטרטגיות העיקריות על-פי קריטריונים שונים‬
                                                                                              ‫שיוצגו בהמשך.‬

                                                                                ‫המחקר יתייחס לשאלות הבאות:‬
                                                               ‫- מהו הצורך ביישום מערכות מבוססות‬
                                                                                   ‫צמחייה לטיהור מים?‬
                                                               ‫- מהם היתרונות והחסרונות של מערכות‬
                                                               ‫מבוססות צמחייה לטיהור מים בהשוואה‬
                   ‫מקור: נציבות המים, ישראל‬                            ‫למערכות קיימות קוונציונאליות?‬
                                                               ‫- היכן ניתן למקם מערכות לטיהור מים על-‬
                                                               ‫ידי צמחייה בעיר וכיצד הדבר משפיע על‬
                                                                             ‫יישום המערכת ומאפייניה?‬
                                                               ‫- כיצד ניתן ליישם מערכות לטיהור מים על-‬
         ‫תמונה מספר 3- נתוני צריכת המים של ישראל )מקורות(‬                         ‫ידי צמחייה בישראל?‬
     ‫תמונה מספר 4- התפלגות הצריכה הביתית בישראל‬
                                                 ‫)מקורות(‬
     ‫מניתוח נתוני צריכת המים השפירים בישראל עולה כי‬            ‫1.4 הצורך במערכות לטיהור מים: ישראל‬
     ‫צריכת המים השפירים הגבוהה ביותר היא עבור הצריכה‬                                     ‫כמקרה בוחן‬
                               ‫הביתית )כ316,457 מ"ק(.‬
                                                               ‫לפי התייחסות לדרך היישום של מערכות טיהור מים‬
     ‫מניתוח של התפלגות הצריכה הביתית עולה כי כ-%55‬             ‫מבוססות צמחיה, חשוב להציג את הצורך במערכות‬
     ‫מהמים הם ברי מיחזור )מי הדחת אסלות, רחצה,‬                 ‫מסוג זה. ישראל כמערכת בעלת מודעות גבוהה‬
     ‫שטיפת רצפות(, וכ-%03 הם מים אפורים הניתנים‬                ‫לצריכת מים היא מקרה בוחן מצוין לפוטנציאל‬
     ‫לטיהור בקלות יחסית. מים מטוהרים ברמה חלקית‬                            ‫החסכון במים ע"י טיהור מים מזוהמים.‬
     ‫יכולים להחליף את השימוש הקיים להשקיה )%52( ואת‬
     ‫המים המשמשים להדחת אסלות )%52(. כנתון תיאורטי,‬



‫21‬                                                    ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫2.4 השוואה כללית של מערכות טיהור מים מבוססות צמחייה אל מול מערכות קוונציונאליות קיימות‬
                                                                  ‫)מתקנים לטיהור שפכים(‬



                          ‫פתרון קונבנציונאלי – מט"ש‬         ‫מערכת לטיהור מים על-ידי‬                          ‫הקריטריון‬
                                                                              ‫צמחייה‬
      ‫מייצר בוצה רעילה ודורש משאבים גדולים כדי לפרק‬                  ‫מתבססת על יצירת‬                      ‫עיקרון פעולה‬
                        ‫אותה לחומר יבש )פירוק חלקי(.‬         ‫אקוסיסטמה טבעית - אינה‬
                                                                ‫מייצרת פסולת, חומרים‬
                                                              ‫אנאורגניים או תוצרי לוואי‬
                                                                                ‫רעילים.‬
                                            ‫אין תלות.‬         ‫תלות ישירה בזרימת מים‬                 ‫תלות בזרימת מים‬
                                                                 ‫קבועה כתנאי לקיימות‬
                                                             ‫המערכת. מושפעת מתנאי‬
                                                            ‫שטח זמין וקצב הגעת המים‬
                                                                             ‫למערכת.‬
     ‫מתקני טיהור לא מתמודדים עם חומרים קשים במיוחד‬          ‫בעלת יכולת בטיפול במים‬                    ‫עמידות בתנודות‬
              ‫ואינם יכולים להתמודד עם שינויים בספיקה.‬          ‫מזוהמים ברמות גבוהות‬                            ‫זיהום‬
        ‫כשהמערכת מקבלת יותר מהקיבולת המומלצת יש‬            ‫ומשתנות ומשמשת כ‪buffer‬‬
     ‫ניתוב של הביוב ישירות לערוץ טבעי ללא טיפול בכלל.‬                     ‫רב עוצמה.‬
                                                          ‫המערכת יודעת להתמודד עם‬
                                                              ‫עליה קיצונית בספיקה הן‬
                                                            ‫מבחינת כמות והן מבחינת‬
                                                                              ‫איכות.‬
     ‫התמודדות חלקית: רוב החומרים לא מטוהרים בשיטה‬          ‫בעלת יכולת טיפול במזהמים‬                      ‫התמודדות עם‬
         ‫הקונציונלית. טיהור החומרים לא נמדד בבדיקות‬        ‫שאין להם פתרון קונוונציונלי‬                   ‫חומרים קשים‬
                                       ‫קוונציונליות.‬        ‫)הורמונים ופתוגנים קשים(.‬
        ‫הקמה כבדה, מלווה בחומרי ייצור בהתאם לאתר.‬         ‫פשוטה וזולה יחסית, תחזוקה‬                   ‫הקמה  תחזוקה‬
          ‫תחזוקה רגילה הדורשת כוח אדם ומשאבים לא‬                             ‫אפסית.‬                           ‫שוטפת‬
       ‫מעטים, תחזוקה שוטפת, חומרי גלם כשלעצמם לא‬
                                        ‫מתכלים וכו'.‬
     ‫שטח – המט"ש משתמש בפחות שטח מאגנים ירוקים‬           ‫משמשת למעשה כריאה ירוקה‬                     ‫יתרונות מובהקים‬
       ‫לאותה כמות שפכים. הפעולה נקודתית. יש להוסיף‬              ‫על כל המשתמע מכך.‬                             ‫נוספים‬
           ‫לשטח המכון את שטח קווי ההובלה אליו וממנו.‬
         ‫פגיעה מלאכותית בסביבה כגון ריחות או יתושים.‬               ‫אינה גורמת למפגעים‬                             ‫סביבה‬
                                                                            ‫סביבתיים.‬



‫31‬                                                 ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫כאמור, דורש מעט שטח לטיפול עצמו.‬        ‫כמערכת יחידה לטיהור מים‬                         ‫שטח מוקצה‬
                                                          ‫)שחורים ואפורים( נדרש שטח‬
                                                          ‫גדול מאוד. לטיהור חלקי )מים‬
                                                          ‫אפורים או אחרים( נדרש שטח‬
                                                                         ‫קטן בהרבה.‬
          ‫בדרך-כלל ובשל המטרדים, ממוקם המט"ש רחוק‬             ‫ניתן ליישום במקום ובאותה‬           ‫מרחק ממקור הזיהום‬
              ‫מאיזורים מיושבים ובסמוך למקור מים טבעי.‬       ‫מידה באיזור מרוחק. התלות‬                          ‫ושינוע‬
       ‫כפועל יוצא, שינוע ותיעול המים המזוהמים למרחקים‬             ‫הינה בקנה-המידה של‬
        ‫רבים תוך השקעת אנרגיה בקווי הובלה ותחזוקתם.‬                 ‫הספיקה ושטח זמין.‬
                                                                  ‫שינוע המים המזוהמים‬
                                                            ‫והחזרתו לשימושלטבע תלוי‬
                                                                  ‫במשתנה המוצג לעיל.‬
           ‫דורש תיחום מוגדר וגידור כראוי למניעת ונדליזם‬   ‫יכולת להיטמע בסביבה טבעית‬                                 ‫הגנה‬
        ‫וחבלות מכוונות מצד אחד והגנה על בריאות הציבור‬     ‫במידת האפשר. לעיתים נדרש‬
                                                 ‫מאידך.‬    ‫פתרון ספציפי לתיחום האיזור‬
                                                                       ‫הנחשב מזוהם.‬
       ‫מערכות ביולוגיות רגילות דורשות משאבים אנרגטיים‬            ‫מקור אנרגיה מתחדש:‬                               ‫אנרגיה‬
       ‫אדירים ומערכות גיבוי וקורסות במהירות במקרה של‬      ‫המערכת אינה זקוקה לאנרגיה‬
                                      ‫תקלה חשמלית.‬         ‫מלאכותית לתפקודה )השמש‬
                                                            ‫היא מקור האנרגיה והזרימה‬
                                                                ‫היא גרוויטציונית במידת‬
                                                                             ‫האפשר(.‬


      ‫לסיכום ניתן לראות כי ישנם יתרונות ניכרים לשימוש באגנים ירוקים לטיהור מים, אך לדבר תלות בצרכים ובתנאי‬
     ‫היישום בכל מקום ומקום. בחלק הבא של העבודה נבחן בפירוט יישום של הטכנולוגיה במספר קני מידה וננתח את‬
                                                                             ‫ההיתכנות שלה למדינת ישראל.‬
                                                                                                         ‫.‬




‫41‬                                                  ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫ניתוח תקדימים: מחקר השאוותי‬
     ‫2. שטחים פתוחים ציבוריים בעיר - פארקים עירוניים,‬
                              ‫גינות הצמודות למבני ציבור.‬      ‫כל החלטה על מיקום מערכת לטיהור מים מחייבת‬
                                                              ‫התייחסות שונה וייחודית. בחרנו לסקור את‬
     ‫3. בשטחים פתוחים בבעלות פרטית – גינות, שטחים‬             ‫האסטרטגיות על-ידי בחינת תקדימים וניתוחם ביחס‬
                                    ‫סמי חקלאיים וכו'.‬         ‫לפתרונות הקיימים כיום וביחס להיתכנות היישום‬
                                                                                                    ‫בישראל.‬
     ‫4. כחלק מקומפלקס בנוי - על גג המבנה, בתוכו או כחלק‬
                                              ‫משלים לו.‬                 ‫כל תקדים ייבחן על-פי מספר קריטריונים:‬
                                                              ‫מיקום המערכת ביחס לעיר ולצפיפות‬
                           ‫2.3.4 היקף המים המטופלים‬                              ‫הרקמה הסובבת אותה.‬
     ‫במערכות לטיהור מים על-ידי צמחייה, היקף המים אשר‬                          ‫היקף המים המטופלים.‬
     ‫נכנסים למערכת הינו קריטי. כל מערכת טיהור מבוססת‬                  ‫השטח בו משתמשת המערכת.‬
     ‫צמחיה, מתוכננת בהתאם לכמות המים המשוערת‬                  ‫סוג המים הנכנסים ורמת הטיהור‬
     ‫שאמורה להזין את המערכת. אחד מיתרונות המערכת‬                                ‫הנדרשת בסוף התהליך.‬
     ‫הינו מסוגלותה לעמידה בתנודות, בכמות ובאיכות המים‬                    ‫שיטות הטיהור )טכנולוגיה(.‬
     ‫הנכנסים, אם כי במקרי קיצון ישנו חשש לקריסת‬               ‫האם התהליך חשוף לציבור המבקרים‬
                                        ‫המערכת כולה.‬                                ‫ואם כן, באיזה שלב?‬
                                                              ‫כיצד מתבצעת ההגנה על בריאות‬
     ‫במקרי הקיצון, ספיקת יתר ואי ספיקה, לא מתקיימים‬                            ‫ובטיחות ציבור המבקרים?‬
     ‫התנאים הבסיסיים לפעולת המערכת. במצב של ספיקת‬             ‫האם נדרשו התאמות מיוחדות של‬
     ‫יתר, אין זמן שהייה מספק על-מנת שהחיידקים החיים‬                  ‫הסביבההמבנה ליישום המערכת?‬
     ‫על-גבי שורשי הצמחים יפרקו את המזהמים, ואילו במצב‬             ‫האם קיים ערך מוסף נופי לסביבה?‬
         ‫של חוסר מים זורמים, הצמחייה תדעך ולבסוף תמות.‬
                                                              ‫לאחר כל תקדים תיבחן אפשרות היישום‬
     ‫אם כן, כמות המים הנכנסת לטיפול הינה גורם תכנוני‬          ‫בישראל לאור התנאים הייחודים הקיימים‬
     ‫חשוב ביותר. במקרים רבים, כמות המים הינה המשתנה‬                                         ‫בארץ.‬
     ‫הראשי והחשוב יותר מאיכות המים הנכנסים למערכת,‬
       ‫מאחר ולצמחי המים יכולת הסתגלות לאיכות מים שונה.‬        ‫1.3.4 קריטריון ראשי למיפוי פרוייקים- היכן ניתן‬
                                                                   ‫למקם מערכות לטיהור מים בעיר ובסביבתה?‬
                  ‫3.3.4 כמות השטח בו משתמשת המערכת‬
     ‫אחת מנקודות התורפה סביב הקמת מערכות לטיהור‬               ‫ראשית נעמוד על שאלת מיקום המערכות השונות.‬
     ‫מים על-ידי צמחייה, הינה סוגיית השטח המוקצה עבור‬          ‫זהו הקריטריון הראשי במחקר, מאחר והוא בעל‬
     ‫הקמת המערכת. להבדיל מפתרונות קונוונצינאליים כגון‬         ‫השלכות על כל הקריטריונים האחרים - אופי‬
     ‫מט"שים, אשר מטפלים במים באופן נקודתי )‪,(On site‬‬          ‫המערכת, היקף ואיכות המים המטוהרים, מאפיינים‬
     ‫מערכות ביולוגיות דורשות שטח נרחב יותר על-מנת‬             ‫מבניים של המערכת וכו'. כל אלו יבחנו בהתאמה‬
     ‫לטפל באותה כמות מים. על המים המזוהמים להיות‬                                       ‫לסוגיית המיקום בעיר.‬
     ‫במגע מתמשך עם שורשי הצמחים על-מנת לעבור את‬
                                           ‫תהליך הטיהור.‬                     ‫ישנן מספר אפשרויות מיקום עיקריות:‬

     ‫בחינת סוגיית השטח מורכבת, מאחר וההשוואה איננה‬            ‫1. בשטחי הפריפריה של העיר - שטחים פתוחים‬
     ‫עוסקת בפרמטר גודל השטח בלבד, אלא גם במשמעויות‬            ‫הגובלים בשכונות הבנויות ושייכות לעיר מבחינה‬
     ‫הנלוות לו. דוגמא לכך הינה אותם המפגעים הסובבים כל‬                                         ‫מוניציפאלית.‬



‫51‬                                                   ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫5.3.4 מידת חשיפת התהליך לציבור המבקרים‬
     ‫אחד החסמים המשמעותיים בפני אימוץ מערכות טיהור‬
     ‫מים על-ידי צמחייה, הינו סוגיית השמירה על בריאות‬
     ‫הציבור. חלק מתפקידן של רשויות הבריאות במגזר‬
     ‫הציבורי, הינו שמירה על בריאות הציבור, ולכן כל הקמה‬
       ‫של מערכת שתסכן מספר רב של בני אדם, לא תאושר.‬
     ‫הסוגייה העיקרית הינה לדעת כיצד מונעים מהציבור‬
     ‫הרחב להיות במגע עם המים המזוהמים לפני / ו / או‬
     ‫במהלך תהליך הטיהור? סוגייה נוספת היא המגע של‬             ‫4.3.4 סוג המים הנכנסים ורמת הטיהור הנדרשת‬
     ‫הציבור עם מים שעברו תהליך טיהור חלקי ואינם‬                                                  ‫בסוף התהליך‬
     ‫מיועדים לשימוש ביתי ישיר )לדוגמא: שימוש חוזר כמי‬         ‫סוג המים מהווה פקטור שני בדרג חשיבותו בעת‬
     ‫השקייה ולגינון(. מים אלו מטוהרים ברמה חלקית ואינם‬        ‫תכנון ויישום של מערכות לטיהור מים על-ידי‬
                  ‫בטוחים לשתיה או למגע ישיר עם בני אדם.‬       ‫צמחייה. לכל סוג זיהום מים, ישנם צמחים‬
                                                              ‫המותאמים לטיהורו והרכב של סוגי צמחים שמייצר‬
     ‫האפשרות הראשונה, אשר הינה האסטרטגיה הנבחרת‬               ‫את השילוב האידיאלי ליצירת מערכת כוללת לטיהור‬
     ‫עבור מערכות קוונציונאליות, הינה הפרדה מוחלטת בין‬                                                      ‫מים.‬
     ‫מערכות טיהור המים לבין הציבור. האפשרות השניה,‬            ‫איכות המים הנכנסת למערכת, משליכה באופן ישיר‬
     ‫מציעה שימוש בטכנולוגיה ובתכנון אדריכלי, בכדי לתת‬         ‫על איכות המים היוצאת. ככל שהמים יהיו מזוהמים‬
     ‫לסוגיה סוג פתרון שלא יסכן את בריאות הציבור ובד בבד‬       ‫יותר בכניסה למערכת, כך תהליך טיהורם יהיה ארוך‬
                     ‫לא יחייב הפרדה מוחלטת מהמבקרים.‬          ‫יותר ואיטי יותר. כמו בכל מערכת קוונציונאלית, ניתן‬
                                                              ‫להגדיר פרמטרים אלו מראש ולתכנן את המערכת‬
     ‫המחקר ישווה בין הפתרונות השונים שננקטו בכל‬                                                   ‫בהתאם להם.‬
            ‫מערכת, ואף יציג מגוון פתרונות רחב לסוגיה זו.‬
                                                              ‫אחד היתרונות העיקריים של מערכות לטיהור מים‬
     ‫הערה: יש לציין שמרכיב החינוך והתרבות הינו מרכיב‬          ‫על-ידי צמחייה, הינו יכולתן הגבוהה להתמודדות עם‬
     ‫משמעותי בחקירת משתנה זה. חינוך להימנעות ממגע‬             ‫טיהור מים באיכות קשה. בשונה ממערכות‬
     ‫עם מים מטוהרים חלקית למטרות השקיה, שווה ערך‬              ‫קוונציונאליות הדורשות טיפול כימי ספציפי לכל‬
     ‫למערכת פיזית מתוחכמת ויקרה להפרדה בין המים‬               ‫מזהם ומזהם, צמחי מים הינם בעלי יכולת הסתגלות‬
     ‫לציבור. העבודה אינה דנה במרכיב זה, אך אנו מכירים‬         ‫גבוהה לתנודות שונות באיכות המים ולהרכב כימי‬
     ‫בכך שזהו עקרון מפתח בכל יישום נרחב של מערכות‬             ‫משתנה של מזהמים. לעיתים מערכות טיהור מים‬
                              ‫לטיהור מים על-ידי צמחייה.‬       ‫מבוססות צמחייה, הינן המערכות היחידות היכולות‬
                                                                       ‫להתמודד עם סוגים ספציפיים של שפכים.‬
     ‫6.3.4 התאמות סביבתיות מבניות טרם הקמת‬
                                             ‫המערכת‬           ‫איכות המים בסוף התהליך הינה מרכיב קריטי‬
     ‫מאחר והמחקר מתמקד במערכות עירוניות, שאלת שילוב‬           ‫ביכולת היישום של מערכות לטיהור מים על-ידי‬
     ‫המערכות עם הרקמה הבנויה נעשית משמעותית יותר.‬             ‫צמחייה. שימוש חוזר במים, הן להשקיה והן לצרכים‬
     ‫אחת ההנחות המקובלות טוענת כי כל מערכת לטיהור‬             ‫ביתיים, מחייב השגחה קפדנית על איכות המים‬
     ‫מים על-ידי צמחייה, איננה כדאית כלכלית, מאחר והיא‬         ‫מחשש לפגיעה בבריאות הציבור. המחקר יציג את‬
     ‫מציבה דרישות והתאמות מבניות מיוחדות בעלות‬                ‫תוצאות איכות המים הנכנסים והיוצאים של‬
     ‫השלכות כלכליות גבוהות. המחקר יבחן כל מערכת‬                      ‫המערכות השונות, בהתאם לרמה הנדרשת.‬
     ‫לגופה ויציג מספר פתרונות לטיהור מים, הן במבנים‬
     ‫המותאמים לכך, אך גם במערכות שאינן דורשות התאמה‬
     ‫מבנית כלל. בנוסף, יציג המחקר מערכות הדורשות‬



‫61‬                                                   ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫מלאכותית ענקית שגודלה נאמד בכ-041 אקר )‪.(Acre‬‬
     ‫הביצה תוכננה כסדרת אגנים ירוקים וביניהם מפלים‬
     ‫)זאת להפחתת כמות החנקן והעשרה בחמצן(, השתולים‬
                             ‫בצמחיית מים האופיינית לאזור.‬
     ‫הביצה המלאכותית הוכחה כפתרון יעיל בעל ערך מוסף‬
                                            ‫גדול למחוז כולו.‬      ‫1.5 מערכות לטיהור מים על-ידי‬
     ‫2 מיליון גלונים של מים מזוהמים, זורמים אליה מדי יום,‬         ‫צמחייה הממוקמות בשטחי הפריפריה‬
     ‫אך כאשר נפלטים מהמערכת כמים נקיים למדי וזורמים‬               ‫של העיר: שטחים פתוחים הסמוכים‬
                ‫ישירות לנחלים הקרובים ללא כל מפגע שהוא.‬                            ‫לשכונות הבנויות‬
     ‫הערך המוסף של הקמת המערכת מתבטא בחיי הטבע‬
     ‫שהיא מסייעת לקיים. המים והצמחייה הנדירים באזור זה‬                                                  ‫מקרי בוחן מהעולם‬
     ‫משכו לאזור בעלי חיים רבים, חלקם כאלו ששנים רבות‬              ‫‪Pinetop/Lakeside‬‬                                 ‫1.1.5‬
     ‫לא חיו באזור והפכו את הביצה לאקוסיסטמה עשירה‬                 ‫,‪AZ-Jacques Marsh: A created Wetland‬‬
     ‫ומתפתחת. תהליך זה התברר כבעל ערך רב למחוז כולו,‬              ‫‪Northeastern Arizona‬‬
     ‫מאחר וחיי הבר העשירים הפכו גורם משיכה לתיירים:‬
     ‫צפרים, אקולוגים ומבקרים לנופש הנהנים מהחוויה‬                 ‫פיינטופ הוא אתר המטפל בביוב של המחוז‬
                                ‫הייחודית שמציעה המערכת.‬           ‫המשותף של פיינטופ ולייק סייד באריזונה. כמות‬
     ‫ייחודה העיקרי של המערכת שאיננה מבוססת על מערכת‬               ‫הביוב גדולה ונאמדת בכ-2 מיליון גלונים של ביוב‬
     ‫טבעית שקדמה לה. התכנון הוא מלאכותי לחלוטין, על‬                                                     ‫מדי יום.‬
                                  ‫מה שהיה לפני כן שטח‬
                                          ‫חשוף חצי מדברי.‬         ‫השלב הראשון של הטיפול הינו טיפול קוונציונאלי‬
                                                                                                        ‫אקסטנסיבי:‬
                                   ‫תמונה מספר 6- איילים שחזרו‬     ‫• ייצוב המוצקים המרחפים על-ידי מיכלי‬
                                   ‫לחיות באיזור לאחר הקמת‬                                            ‫שיקוע.‬
                                                       ‫הביצה.‬                    ‫• יצירת בוצה בכמויות גדולות.‬
                                                                  ‫• שאיבת הבוצה, ייבושה, ערבובה עם הזבל‬
                                                                        ‫האורגני העירוני והכנת קומפוסט ענק.‬
     ‫2 מיליון גלון ליום = 0757‬     ‫יכולת טיפול בשפכים‬             ‫• הפיכת 02 טון בוצה רעילה ל-11 טון של‬
                          ‫קוב‬                                                        ‫קומפוסט למכירה כדשן.‬


            ‫בעיקר ‪ SF‬בשילוב‬        ‫איזה סוג טיהור קיים‬
      ‫מפליםומערכת סירקולציה‬                   ‫במתקן?‬
                     ‫של המים‬
                        ‫לגמרי‬      ‫האם התהליך חשוף‬
                                     ‫לפעילות אנושית?‬
                   ‫שטח פתוח‬       ‫האם קיים עם מבנה /‬
                                         ‫רקמה בנויה?‬                       ‫תמונה מספר 5- הביצה המלאכותית בלייקטופ אריזונה‬
        ‫חלקים מהמערכת אינם‬       ‫כיצד נעשית ההגנה על‬
         ‫נגישים לציבור, בעיקר‬            ‫בריאות ציבור‬             ‫לאורך שנים רבות, מי הביוב הנותרים מהתהליך‬
     ‫החלקים הראשונייםץ לאחר‬                ‫המבקרים?‬               ‫זרמו לאזור הקרוב לערים, יצרו בעיה אקלוגית‬
        ‫מכן כל השמורה פתוחה‬                                                   ‫חמורה, ובכללה מפגעי ריח וזיהום מים.‬
                       ‫לציבור.‬                                    ‫מנהיגי המחוז החליטו לפתור זאת בדרך סביבתית,‬
       ‫ערך מוסף משמעותי- יצירת‬            ‫המרכיב הנופי‬            ‫ויצרו מערכת מתוכננת של אגנים ירוקים - מעין ביצה‬


‫71‬                                                       ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
‫המערכת תוכננה בכדי לטפל במים ולהביאם לאיכות‬
     ‫גבוהה ביותר - איכות רחצת אדם במי בריכת האגירה‬
                 ‫הסופית, אשר מהווה בנוסף אתר תיירותי.‬
                                                                          ‫005 דונם. השטח נמצא‬                    ‫מרכיב השטח‬
                                                                        ‫בסמוך לעיר אך אינו מוקף‬
                                                                      ‫ברקמה עירונית. למרות זאת‬
                                                                       ‫מתפקד כחלק מהעיר לאור‬
                                                                      ‫השימושים הרבים של האתר‬
                                                                                     ‫כאתר נופש.‬




                                                                                                ‫2.1.5 יישום בישראל‬
                                                                    ‫יישום המערכת כמודל, מציג אפשרויות חדשות‬
                               ‫תמונה מספר 7- האגם הקסום בקטורה.‬     ‫בעלות יתרונות רבים הנלווים לטיהור המים. מערכת‬
                           ‫המערכת פועלת במספר שלבים:‬                ‫מסוג זה, יכולה להיות מרכיב משלים לטיהור המים‬
     ‫1. בריכה ראשונה כבריכת שיקוע – מפחיתה כ-‬                       ‫הקוונציונאלי של עיר מטרופולינית בישראל, ולהפוך‬
                                ‫%07 מהמרחפים.‬                       ‫לחלק מפארק לרווחת תושבי האזור כולו. מיקום‬
     ‫2. מספר בריכות מקדימות לטיהור ראשוני בשיטת‬                     ‫פארק כזה מחייב שטח נרחב מחוץ לעיר, אך‬
     ‫ה-‪ .SSF‬לבריכות מאגר ראשי וצמחיית שוליים‬                        ‫בקרבה יחסית המאפשרת שימוש תכוף לרווחת‬
                                           ‫צפופה.‬                   ‫התושבים. התכנון כיום בישראל, מכיר בחשיבותם‬
                   ‫3. בריכות פנימיות לטיהור "פוליש".‬                ‫של פארקים מטרופוליניים וקיים תכנון להקמת פארק‬
     ‫4. בריכה ראשית גדולה עם שוליים שתולים‬                          ‫מסוג זה כמעט לכל עיר גדולה בישראל )פארק‬
     ‫בצפיפות ומערכת סחרור מים דרך הגדות.‬                            ‫הקישון בחיפה, פארק מטרופוליני ראשון לציון,‬
     ‫בשילוב עם הטיהור הראשוני מתקבל אגם נוי‬                         ‫פארק שרון וכו'(. שילוב מערכת לטיהור מים כחלק‬
                                             ‫גדול.‬                  ‫מהפארק, יכול להיות הזדמנות לפיתוח וליישום‬
                                                                                         ‫טיהור מים בקנה מידה נרחב.‬
     ‫תוצאות המערכת מפתיעות באיכותן. המים טובים‬                      ‫כיום, אין בארץ מערכת לטיהור מים בקנה מידה‬
     ‫מהנדרש בתקני משרד התיירות והחקלאות, ואף‬                        ‫מטרופוליני עירוני המתבססת על טיהור בעזרת‬
     ‫מאושרים להשקיית זיתים, גידולים וחורשות קק"ל )קרן‬               ‫צמחייה. למרות זאת, קיים פרוייקט המציע שימוש‬
     ‫קיימת לישראל( הסמוכות. בנוסף להשקייה, המים‬                                     ‫במודל דומה בקנה מידה קטן יותר.‬
              ‫משמשים לפעילות תיירותית - שחיה, שיט וכו'.‬
                                                                    ‫1.2.1.5 מודל ליישום בארץ: בקעת קטורה -‬
                                                                                                       ‫האגם הקסום‬
                                                                    ‫בבקעת קטורה בנגב, שוכנים היישובים נאות סמדר‬
                                                                    ‫ונווה חריף. היקף האוכלוסייה אינו גדול ועומד על כ-‬
                                                                    ‫003 איש. למרות זאת, ליישובים שפכים נוספים‬
                                                                    ‫אשר מקורם ברפתות, ביקב ומפעילויות נוספות. סך‬
                                                                                ‫הספק המערכת הוא כ-021 מ"ק ליממה.‬
                                                                    ‫המיקום המבוּדד והרצון לפתרונות סביבתיים, הובילו‬
                                                                    ‫את היישוב לבחינת מערכות לטיהור מים על-ידי‬
                                                                                                             ‫צמחייה.‬

           ‫תמונה מספר 8 – האגם הקסום וצמחי המים שגודלים במקום‬



‫81‬                                                         ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe
 Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe

Mais conteúdo relacionado

Mais de Tagit Klimor

רבדים מקומיים
רבדים מקומייםרבדים מקומיים
רבדים מקומייםTagit Klimor
 
סדקים במדבר
סדקים במדברסדקים במדבר
סדקים במדברTagit Klimor
 
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוישילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנויTagit Klimor
 
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימאחומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימאTagit Klimor
 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
תכנון מקיים מבוסס ביצועיםתכנון מקיים מבוסס ביצועים
תכנון מקיים מבוסס ביצועיםTagit Klimor
 
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימאאדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימאTagit Klimor
 
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהיםאסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהיםTagit Klimor
 
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקייםניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקייםTagit Klimor
 
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירוניתבחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירוניתTagit Klimor
 
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופיתמערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופיתTagit Klimor
 
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופףציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופףTagit Klimor
 
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדברייםתכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדברייםTagit Klimor
 
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירוניתדיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירוניתTagit Klimor
 
תכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתיתתכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתיתTagit Klimor
 
החייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבנייםהחייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבנייםTagit Klimor
 
צפיפות ומרחב
צפיפות ומרחבצפיפות ומרחב
צפיפות ומרחבTagit Klimor
 
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימאערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימאTagit Klimor
 
קיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללתקיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללתTagit Klimor
 
המצפה הקטן
המצפה הקטןהמצפה הקטן
המצפה הקטןTagit Klimor
 
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכתקיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכתTagit Klimor
 

Mais de Tagit Klimor (20)

רבדים מקומיים
רבדים מקומייםרבדים מקומיים
רבדים מקומיים
 
סדקים במדבר
סדקים במדברסדקים במדבר
סדקים במדבר
 
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוישילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
שילוב מערכות אנרגית רוח מתחדשת במקום בנוי
 
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימאחומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
חומרי בנייה הנדסיים בראי בר קיימא
 
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
תכנון מקיים מבוסס ביצועיםתכנון מקיים מבוסס ביצועים
תכנון מקיים מבוסס ביצועים
 
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימאאדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
אדריכלות דיגיטאלית כמנוע לתכנון בר קיימא
 
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהיםאסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
אסתטיקה של אדריכלות אקולוגית בגורדי שחקים ומבנים גבוהים
 
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקייםניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
ניהול הנגר ושילובו בעיצוב עירוני מקיים
 
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירוניתבחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
בחינת הצורך ושיטות היישום של חקלאות עירונית
 
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופיתמערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
מערכות טיהור מים מבוססות צמחים - שילוב ברקמה בנויה ובסביבה הנופית
 
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופףציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
ציפוף טבע עירוני - בחינת יחסי טבע ועיר בעולם הולך ומצטופף
 
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדברייםתכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
תכנון מרחבים ציבוריים באזורים מדבריים
 
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירוניתדיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
דיקור עירוני ככלי להתחדשות עירונית
 
תכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתיתתכנון שכונות בראייה סביבתית
תכנון שכונות בראייה סביבתית
 
החייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבנייםהחייאת מרקמים אורבניים
החייאת מרקמים אורבניים
 
צפיפות ומרחב
צפיפות ומרחבצפיפות ומרחב
צפיפות ומרחב
 
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימאערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
ערוב שימושים כמנוע לפיתוח בר קיימא
 
קיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללתקיימות בראייה כוללת
קיימות בראייה כוללת
 
המצפה הקטן
המצפה הקטןהמצפה הקטן
המצפה הקטן
 
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכתקיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
קיימות עירונית - מורכבות ודינמיות מתמשכת
 

Plant-based water purification systems - Klick Ran & Shemesh Moshe

  • 1. ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים:‬ ‫סוגיית השילוב ברקמה בנויה‬ ‫וכמרכיב נופי‬ ‫רן קליק‬ ‫משה שמש‬ ‫סמסטר א' תש"ע 0102-9002‬ ‫|‬ ‫תגית כלימור‬ ‫|‬ ‫ארץ, עיר, חי, צומח – קיימות בראיה כוללת‬
  • 2. ‫תוכן עניינים‬ ‫4‬ ‫הקדמה‬ ‫1.‬ ‫5‬ ‫מבוא‬ ‫2.‬ ‫רקע תיאורטי – טכנולוגית האגנים הירוקים‬ ‫3.‬ ‫6‬ ‫1.3. טיהור מים ע"י צמחי מים בטבע‬ ‫6‬ ‫2.3. שימוש במצעים מעשה ידי אדם כבסיס לצמחי מים‬ ‫6‬ ‫3.3. המערכת הביולוגית הטבעית המתפתחת בבית השורשים של צמחי מים‬ ‫7‬ ‫4.3. ניתוח יישום עקרונות ה‪ PHYTOREMEDIATION‬במערכות לטיהור מים‬ ‫7‬ ‫1.4.3. בריכות טיהור אופקיות ‪SSF‬‬ ‫7‬ ‫2.4.3. עיקרון זרימת המים על פני השטח ‪SF‬‬ ‫7‬ ‫3.4.3. בריכות בזרימה חופשית בסדרת בריכות ‪FWSW‬‬ ‫8‬ ‫4.4.3. בריכות טיהור אנכיות ‪VF‬‬ ‫8‬ ‫5.4.3. ‪ECO MACHINE‬‬ ‫9‬ ‫6.4.3. ‪RESTORER‬‬ ‫5.3. סקירת מערכות אגנים ירוקים שונים בהתאם לרמת הזיהום המטופלת‬ ‫9‬ ‫ורמת הטיהור הנדרשת‬ ‫9‬ ‫1.5.3. מערכת ביולוגית לטיהור שפכים עירוניים‬ ‫01‬ ‫2.5.3. מערכות לטיהור שפכים קשים ע"י צמחייה‬ ‫11‬ ‫3.5.3. שיקום נחלים בעזרת מערכות צמחי מים‬ ‫11‬ ‫4.5.3. יצירת מערכות נופיות המשתמשות באגנים ירוקים בפארקים לרווחת הציבור‬ ‫21‬ ‫שיטת המחקר‬ ‫4.‬ ‫21‬ ‫1.4. הצורך במערכות לטיהור מים- ישראל כמקרה בוחן‬ ‫31‬ ‫2.4. השוואה כללית בין מערכות טיהור מים קוונציונליות ומערכות ביולוגיות‬ ‫51‬ ‫3.4. ניתוח תקדימים – קריטריונים לבחינה‬ ‫51‬ ‫1.3.4. היכן ניתן למקם מערכות לטיהור מים ע"י צמחייה‬ ‫51‬ ‫2.3.4. היקף המים המטופלים‬ ‫51‬ ‫3.3.4. כמות המים אותם מטהרת המערכת‬ ‫61‬ ‫4.3.4. סוג המים הנכנסים ורמת הטיהור הנדרשת בסוף התהליך‬ ‫61‬ ‫5.3.4. מידת חשיפת התהליך לציבור המבקרים‬ ‫61‬ ‫6.3.4. התאמות מבניות טרם הקמת המערכת.‬ ‫ניתוח פרוייקטים‬ ‫5.‬ ‫1.5. מערכות לטיהור מים על ידי צמחייה הממקומות בשטחי הפריפריה של העיר:‬ ‫71‬ ‫שטחים פתוחים הסמוכים לשכונות הבנויות‬ ‫71‬ ‫1.1.5. ‪Pinetop/Lakeside‬‬ ‫81‬ ‫2.1.5. יישום בישראל‬ ‫81‬ ‫בקעת קטורה- האגם הקסום‬ ‫1.2.1.5.‬ ‫3.1.5. שטחים פתוחים ציבוריים בעיר: פארקים עירוניים‬ ‫91‬ ‫יישום בעולם- ‪RESUSCITATING THE FEZ RIVER‬‬ ‫12‬ ‫4.1.5. ‪The Beijing Olympic Forest Park‬‬ ‫5.1.5. יישום בישראל‬ ‫22‬ ‫פארק אורבני בחיפה‬ ‫1.5.1.5.‬ ‫32‬ ‫2.5. שטחים פתוחים בבעלות פרטית‬ ‫2‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 3. ‫32‬ ‫1.2.5. יישום בעולם- ‪Omega Center for Sustainable Living‬‬ ‫52‬ ‫2.2.5. ‪Sidwell Friends School‬‬ ‫62‬ ‫3.2.5. יישום בישראל-‬ ‫62‬ ‫איילה צמחי מים- חווה נסיונית בציפורי‬ ‫1.3.2.5.‬ ‫72‬ ‫בניין אמפא בתל אביב‬ ‫2.3.2.5.‬ ‫72‬ ‫אחוזת פולג‬ ‫3.3.2.5.‬ ‫82‬ ‫3.5. מערכות לטיהור מים ע"י צמחייה בגינות פרטיות‬ ‫92‬ ‫4.5. מערכות לטיהור מים ע"י צמחייה כחלק מקומפלק בנוי‬ ‫92‬ ‫1.4.5. יישום בעולם ‪El Monte Sagrado‬‬ ‫03‬ ‫2.4.5. יישום בישראל – גג ירוק בציפורי‬ ‫6. ניתוח השוואתי ומסקנות‬ ‫13‬ ‫1.6. ניתוח מאפייני השימוש בטכנולוגיות השונות לטיהור מים ע"י צמחים‬ ‫23‬ ‫2.6. מערכות לטיהור מים כמרכיב נופי וסוגיית ההגנה על בריאות הציבור‬ ‫43‬ ‫3.6. יישום טכנולוגיות לטיהור מים ע"י צמחים בישראל‬ ‫63‬ ‫7. סיכום‬ ‫73‬ ‫8. ביבליוגרפיה‬ ‫3‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 4. ‫1. הקדמה‬ ‫ישראל הינה מדינה חצי-מדברית, ובה נושא המים תמיד נמצא על סדר היום. נדמה שבכל שנה מגיע השלב שבו‬ ‫מופיעות כותרות העיתונים, המזהירות מהמחסור הצפוי במים ומהסכנה הצפויה לנו. מיד לאחר מכן מופיעים‬ ‫הפרסומים על הגבלות חדשות שמוטלות עלינו, כדי לנסות לגשר על הפער בין הצורך הגובר למים ובין מקורות‬ ‫המים שהולכים ומדלדלים.‬ ‫באופן מפתיע הדיון הציבורי מתמקד בעיקר במציאת מקורות מים חדשים )בעיקר על-ידי התפלה(, ובחלוקת "עוגת"‬ ‫המים לצרכנים השונים, אך כמעט ולא עוסק בשימוש חוזר במים ובטיהורם.‬ ‫בישראל של שנת 0102, רוב מי הנחלים מזוהמים בביוב, שפכים תעשייתיים וביוב זורמים לעיתים קרובות ישירות‬ ‫לים ומי התהום בסכנה תמידית של זיהום קרקע. גם מערכת השבת מי הביוב להשקיה, אינה מייצרים מים באיכות‬ ‫מספקת וגורמים נזק לפריון הקרקע בטווח הארוך.‬ ‫כאשר נתקלנו בפעם הראשונה בשיטות לטיהור מים על-ידי צמחייה הרגשנו תחושת גילוי. אז עלתה שאלה: איך‬ ‫ייתכן שקיימת שיטה שהיא גם טבעית בבבסיסה, גם יעילה וגם מתפקדת כריאה ירוקה ועדיין אינה חלק‬ ‫מהאסטרטגיה שלנו לפתרון בעית המים?‬ ‫ככל שנכנסו לעומק הדברים, וראינו כיצד שיטות מסוג זה משמשות בכל העולם ואף בישראל בהצלחה מרובה,‬ ‫התחדד הצורך לבחון לעומק כיצד ניתן ליישם מערכות אלו בקנה מידה נרחב יותר ואף לבחון מדוע הדבר אינו שגור‬ ‫בארץ.‬ ‫להפתעתנו, חלק מהגילוי היה כמות הפרוייקטים הקיימים בארץ וההצלחה הגבוהה שהם זוכים לה הן מבחינת‬ ‫איכות טיהור המים והן מבחינת אמינות המערכת. הבחירה להתמקד במערכות ברות יישום ברקמה עירונית הייתה‬ ‫טבעית לנו הן בגלל העיסוק המקצועי כאדריכלים והן בגלל המורכבות הגבוהה יותר של יישום מערכות אלו.‬ ‫אנו מקווים שהמודלים השונים של יישום מערכות טיהור מים על-ידי צמחייה יאומצו על-ידי מקבלי ההחלטות ויהפכו‬ ‫לאסטרטגיה מובילה בטיפול בבעיות המים הרבות של ישראל.‬ ‫4‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 5. ‫2. מבוא‬ ‫משבר מים בישראל ובעולם הולך ומחריף מדי שנה. )הערת שוליים 1(. התחזיות לשנת 5202 מציינים ששניים מכל‬ ‫שלושה בני אדם בעולם צפויים לסבול ממחסור במים. המחסור במים מאיים בעיקר על מדינות הנמצאת באזורים‬ ‫מדבריים וספר מדבריים, ומהווה סכנה מוחשית לקיום האוכלוסיה בהם. יחד עם המחסור הצפוי במים, הולכת‬ ‫ומחריפה בעיית זיהום המים. התפתחות התעשייה, גדילת האוכלוסייה האנושית וריכוז רוב האוכלוסייה בערים‬ ‫גדולות וצפופות יצרו בעיות זיהום מים חמורות. עיקר הזיהום נובע מביוב לא מטופל והצטברות שפכים תעשייתיים.‬ ‫הצורך הגדל והולך למים )הן לשתיה והן לצרכים אחרים( ומנגד הצורך לטהר כמויות גדולות של מים מזוהמים,‬ ‫העלה על סדר היום את הצורך בפתרונות ברי קיימא לטיהור ושימוש חוזר במים.‬ ‫העבודה מתמקדת בטכנולוגית אגנים ירוקים, כטכנולוגיה בעלת הישגים מוכחים בטיהור מים, הנמצאת כבר היום‬ ‫בשימוש נרחב בעולם. הטכנולוגיה )‪ (Phytotechnology‬עושה שימוש ביכולתם של צמחי מים, לטהר מים בתהליך‬ ‫ביולוגי-טבעי ומסוגלת לטפל במים מזוהמים ברמות גבוהות. בנוסף ליכולות הטיפול במים, למערכת ערכים מוספים‬ ‫של איכויות נופיות לסביבה בה הם מיושמים.‬ ‫ערים, אשר מתוקף היותן הרקמה האנושית הצפופה ביותר, מהוות צרכניות המים העיקריות במשק, אך במקביל הן‬ ‫גם הגורם המייצר את כמות המים המזוהמים הגדולה ביותר. מציאת דרכים לשלב מערכות טיהור מים בתוך רקמה‬ ‫עירונית, יכולה לתת מענה לשתי בעיות אלו: מחד, לטפל בכמויות המים המזוהמים )מים אפורים וביוב(, ומנגד‬ ‫לספק מים באיכות מי שתיה או מי השקיה בחזרה לצריכה עירונית.‬ ‫העבודה תתמקד בבחינת השאלה, כיצד ניתן לשלב מערכות טיהור מים מבוססות צמחים )‪(Phytotechnology‬‬ ‫כמערכת נופית וברקמה עירונית. במחקר נציג סקירה של הטכנולוגיות הקיימות כיום וננסה לעמוד על יתרונותיה‬ ‫וחסרונותיה של המערכת בהשוואה למערכות קונבנציונאליות קיימות. יש לציין שהעבודה תכלול בחינה חלקית של‬ ‫הסוגיה. בחינה מלאה של הנושא דורשת התייחסות מלאה לסוגית ההשלכות הארכיטקטוניות, התרבותיות,‬ ‫האקולוגיות והכלכליות של שילוב מערכות טיהור מים ע"י צמחייה ברקמה עירונית וכמערכת נופית.‬ ‫יישום טכנולוגית )‪ (Phytotechnology‬במדינת ישראל.‬ ‫ישראל שוכנת באזור חצי מדברי ומשאבי המים בה מוגבלים. רצף שנות בצורת הפוקד אותנו כמעט בכל עשור,‬ ‫ובמיוחד בשנים האחרונות, יצרו פער מתמשך ומעמיק בין כמות המים הנצרכת לכמות המים הזמינה ממקורות‬ ‫המים השונים. הפער הולך מחריף מאחר ושיעור הצריכה עולה מדי שנה עם הגידול באוכלוסייה והתפתחות‬ ‫החקלאות והתעשייה. כל אלו מחייבים ניצול יעיל, מתוכנן ומושכל של כל מקורות המים האפשריים תוך מתן דגש על‬ ‫טיהור ושימוש חוזר במים מזוהמים.‬ ‫בישראל נבנו מעט פרוייקטים העושים שימוש בטכנולוגיה של אגנים ירוקים, והדבר בולט עוד יותר נוכח המחסור‬ ‫ההולך וגובר במים. הסיבות לכך מגוונות, אך העיקרית בהן היא התנגדות עקבית של מוסדות הממשלה לקדם‬ ‫פרוייקטים אלו, ואי הסדרת התקינה החיונית לשם כך. בעבודה נבחן את ההיתכנות של יישום טכנולוגית האגנים‬ ‫הירוקים בישראל כחלק מרקמה עירונית. נבחן חלק מהחסמים הניצבים כיום בפני ביצוע פרויקטים של אגנים ירוקים,‬ ‫ונציע מספר פתרונות אפשריים לפתרון חסמים אלו בהסתמך על הנסיון שנצבר מתקדימים בעולם.‬ ‫5‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 6. ‫שפעילות אירובית יעילה ומהירה עד פי 01 מפעילות‬ ‫3. רקע תיאורטי – טכנולוגית האגנים‬ ‫ביולוגית אנאירובית(. בנוסף, הצמח מפריש חומרים‬ ‫הירוקים‬ ‫שונים, היוצרים בית גידול מיטבי לאוכלוסיות שונות של‬ ‫מיקרואורגניזמים. מיקרואורגניזמים אלו – חיידקים,‬ ‫1.3 טיהור מים על-ידי צמחי מים בטבע‬ ‫פטריות, אצות, ופרוטוזה ניזונים מהחומרים השונים‬ ‫במים לצורך קיום מעגל החיים שלהם.‬ ‫צמחי מים בסביבה טבעית גדלים בביצות, גדות‬ ‫נחלים ואזורים רטובים בהם הם מנצלים את שלל‬ ‫המים הזורמים במצעים ובתוך בתי השורשים העטופים‬ ‫חומרי המזון הקיימים במים לגדילתם.‬ ‫במיקרואורגניזמים אלו, מטוהרים בתהליך משותף להם‬ ‫צמחי המים יכולים לחיות בסביבות מים מזוהמות‬ ‫ולצמח.‬ ‫ברמות שונות וזאת עקב סיבות שונות:‬ ‫1. צמחי מים לרוב נמצאים בטבע במקומות‬ ‫2.3 שימוש במצעים ידי אדם כבסיס לצמחי המים‬ ‫נמוכים ולכן משתמשים במים ממקורות‬ ‫שונות אשר זרמו אליהם מתוקף כוח‬ ‫הגרביטציה. פעולה זאת במשך עידנים‬ ‫המצע עליו גדלים הצמחים משמש למעשה כמסנן‬ ‫גיאולוגיים יצרה עמידות לסוגים רבים של‬ ‫ביולוגי לשפכים. הוא מכיל מצע גידול, בדרך-כלל‬ ‫הרכבי מים ברמות זיהום שונות.‬ ‫תערובת של אגרגט מדורג, חול וקרקע מקומית,‬ ‫2. בכדי לאפשר גמישות ופיזור גיאוגרפי רחב‬ ‫המאפשרת את הזרמת השפכים דרכה, אך עוצרת את‬ ‫סיגלו צמחי המים יכולת התמודדות עם‬ ‫המוצקים ומפרקת אותם. הצמחים מפתחים ציצת‬ ‫מצעי גידול שונים ביניהם מצעים שנוצרו‬ ‫שורשים צפופה, בעלת שטח פנים גדול, עליה מתפתחת‬ ‫על-ידי סחף, ולכן פיתחו מערכת שורשים‬ ‫אוכלוסיית מיקרואורגניזמים עשירה, המסוגלת לפרק את‬ ‫ייחודית המאפשרת להם לחיות על המים‬ ‫המזהמים האורגניים במים. המפרקים )בעיקר חיידקים(‬ ‫ולהשתמש בחומרים השונים במים )לרבות‬ ‫מותאמים למזהמים השונים ומשתמשים בהם כמקור‬ ‫הנחשבים על ידינו כמקור זיהום( כמקור‬ ‫אנרגיה לתהליכי החיים. הם מפרקים אותם לתרכובות‬ ‫מזון.‬ ‫יציבות, הנקלטות בחלקן על-ידי הצמחים. יחסי גומלין אלו‬ ‫3. אוכלוסיות החיידקים המתפתחת סביב‬ ‫מאפשרים פירוק ביולוגי של השפכים מחד ושגשוג של‬ ‫שורשי צמחי המים הינה ייחודית, לה‬ ‫הצמחים מאידך. בתהליך טיהור זה משולבים מספר‬ ‫תכונות של שיעור התרבות גדול, מחזור‬ ‫תהליכים טבעיים: סינון וספיחה של מרחפים, פירוק‬ ‫רבייה קצר וגמישות גנטית גבוהה. כל אלו‬ ‫ביולוגי של תרכובות אורגניות, קליטת חומרים מזהמים‬ ‫מאפשרים לאורגניזמים אלו להתאים עצמם‬ ‫על ידי הצמחים )כולל רעלים ומתכות כבדות(, שיקוע‬ ‫מהר לחומרים השונים במים ולהפוך אותם‬ ‫ונידוף של תוצרי הפירוק.‬ ‫למקור מזון זמין. בנוסף, צמחי מיים‬ ‫מאופיינים בקצב גידול ופעילות גבוה‬ ‫הטבעית‬ ‫הביולוגית‬ ‫המערכת‬ ‫3.3‬ ‫0‬ ‫מהרגיל )בהשוואה לגידולים חקלאיים צמחי‬ ‫בבית‬ ‫המתפתחת‬ ‫)‪(Phytoremediation‬‬ ‫מים הם בעלי יכולת יצירת ביומסה גבוהה‬ ‫השורשים של צמחי המים.‬ ‫פי כמה(.‬ ‫המערכת הביולוגית הפעילה בבית שורשים של צמחייה‬ ‫1‬ ‫כל אלו יצרו התאמה אבולוציונית של צמחי המים‬ ‫וצמחיית מים בפרט עשירה ומגוונת ביותר. למעשה‬ ‫לצרכיכהם הייחודיים. המבנה של צמחי המים‬ ‫ביחידת נפח של בית שורשים בוגר של צמח פעיל קיימים‬ ‫מאפשר להם הובלת גזים מבית השורשים ואליו.‬ ‫פי 000,1 יותר מיקרו-אורגניזמים מאשר ביחידת נפח של‬ ‫הצמח הגדל בסביבה רוויה, מסוגל להסיע את‬ ‫מערכת טיהור ביולוגית קונוונציונאלית אחרת. כמו-כן,‬ ‫החמצן הדרוש לו אל בית השורשים, ויוצר סביבו‬ ‫בשל השונות הסביבתית העשירה בבית השורשים‬ ‫סביבה רווית חמצן. כמות החמצן המוחדר עשוי‬ ‫בעומקים שונים, בסביבת אגרגטים שונים וכמובן אצל‬ ‫להגיע ביום אף עד ל- 02 ג' למ"ר. )ידוע הוא‬ ‫6‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 7. ‫מצע השורשים המסועף ועתיר שטח הפנים של שורשי‬ ‫צמחי המים. בכך הם תורמים משמעותית לתהליך‬ ‫הטיהור. השורשים ממלאים תפקיד נוסף בכך שהם‬ ‫מאטים את קצב הזרימה וצוברים את המוצקים שנותרו.‬ ‫טיהור המים מתבסס על הקביעה כי לצד כל חומר‬ ‫2‬ ‫השימוש העיקרי בבריכות אופקיות הוא לטיהור שניוני‬ ‫6‬ ‫אורגני המצוי בעולם, הנוצר בתהליך אבולוציוני‬ ‫כחלק ממערך נרחב יותר של טיהור. בדרך-כלל משמשות‬ ‫במשך מיליוני שנים, קיים מיקרואורגניזם המנצל‬ ‫בריכות הטיהור האופקיות לטיפול באיסוף מי גשם, מים‬ ‫אותו כמקור מזון תוך כדי פירוקו.‬ ‫אפורים, או אף כטיפול שלישוני.‬ ‫אחד מיתרונות השימוש במערכת הביולוגית כבסיס‬ ‫3‬ ‫לטיהור מים הוא העובדה כי המערכת הביולוגית‬ ‫הטבעית צורכת מעט מאוד אנרגיה. היא שואבת‬ ‫.2.4.3 עיקרון זרימת המים על פני השטח ‪SF‬‬ ‫7‬ ‫אותה ממקורות מתחדשים כמו השמש, תנאי‬ ‫)‪(Surface flow‬‬ ‫האקלים המקומי, וכוחות גרוויטציוניים להובלה‬ ‫וטיהור של מחזורי מים.‬ ‫בריכות מסוג זה הינן הבריכות הפשוטות ביותר להתקנה‬ ‫8‬ ‫אשר קיימות היום ליישום פרקטי. החפירה בדרך כלל‬ ‫מאוד רדודה, אשר אותה ממלאים באדמה מקומית או‬ ‫עקרונות‬ ‫יישום‬ ‫ניתוח‬ ‫4.3‬ ‫חצץ מדורג כמצע לצמחייה. על מנת להימנע מזרם מהיר‬ ‫במערכות‬ ‫ה‪PHYTOREMEDIATION‬‬ ‫מדי, השיפוע לכיוון הניקוז הינו קל מאוד.‬ ‫לטיהור מים‬ ‫בחלק זה נסקור את השיטות השונות לטיהור מים‬ ‫סוגי צמחים רבים מתאימים עבור סוג זה של בריכות, מה‬ ‫9‬ ‫על-ידי צמחייה: ‪ ,VF ,FF ,SF ,SSF‬ושיטת ה-‬ ‫שמקנה לה איכות של גיוון.‬ ‫‪.Restorer‬‬ ‫מערכת של צינורות מפזרת את המים באופן שווה.‬ ‫01‬ ‫מוצקים במים פוגשים את מושבות הבקטריות על גבי‬ ‫1.4.3 בריכות טיהור אופקיות ‪Sub-) SSF‬‬ ‫שטח המצע ושורשי הצמחים.‬ ‫‪(surface flow‬‬ ‫לבריכות אלו יש חיסרון משמעותי של חוסר יעילות אל‬ ‫עיקרון הבריכות האופקיות הוא חפירה רדודה של‬ ‫11‬ ‫4‬ ‫מול הבריכות העמוקות, מה שמצריך שימוש נרחב בשטח‬ ‫אדמה ודיפון החפירות בחומר המונע דליפת מים‬ ‫אדמה.‬ ‫ויוצר בריכה אטומה. את הנפחים החפורים ממלאים‬ ‫בחומר כגון אדמה אך יותר נפוץ הוא החצץ אשר בו‬ ‫3.4.3 בריכות בזרימה אופקית, בזרימה חופשית‬ ‫יהיו חייבים המים לעבור כדי למצות את תהליך‬ ‫21‬ ‫כסדרת בריכות ‪Free water surface ) FWSW‬‬ ‫הטיהור עצמו. בתחילת התהליך עוברים המים‬ ‫‪( wetlands‬‬ ‫בבריכה אשר מפזרת את הזרם באופן שווה לכל‬ ‫המערכת. בסוף המערכת, המים המטוהרים‬ ‫סוג פשוט נוסף של בריכות הוא למעשה אגמים רדודים‬ ‫31‬ ‫מתנקזים לצינורות ניקוז ומשם למאגר מים אשר‬ ‫אשר בהם צמחים תת-מימיים וצמחי פריפריה. העיקרון‬ ‫נועד על לווסת את כמות המים במערכת ולמנוע‬ ‫הינו חיקוי של נהר ואגמים טבעיים בהם מים זורמים‬ ‫רוויה אשר עלולה לגרום נזק בלתי הפיך למערכת.‬ ‫לכמה אגנים באופן חופשי, ונפלט למערכת הטבעית.‬ ‫מהלך הטיהור מתרחש דרך תערובת של שני סוגי‬ ‫על מנת להימנע מזרם מהיר מדי ומחזור קצר מדי, יש‬ ‫5‬ ‫41‬ ‫צמחים עיקריים: אירוביים ואנאירוביים. שני סוגים‬ ‫לדאוג למתקני הזרמה ואיסוף מסונכרנים. אף על פי‬ ‫אלו הם המכאניזם החשוב ביותר במערכת טיהור‬ ‫המים. מושבות צפופות של בקטריות, נוצרות על גבי‬ ‫7‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 8. ‫5.4.3 ‪" ECO MACHINE‬מכונה אקולוגית"‬ ‫השיטה הומצאה על-ידי ד"ר גון טוד )‪(Dr. John Todd‬‬ ‫וכוללת מערכת משולבת של השיטות השונות לטיפול‬ ‫בשפכים. המערכות נבנות מחוץ ובתוך מבנים או חממות.‬ ‫הטיפול במוצקים נעשה על-ידי המגע עם מושבות‬ ‫51‬ ‫המערכת משתמשת ברכיבים השונים על-פי סדר פעולה‬ ‫הבקטריות. בבריכות אלו לעיתים עושים שימוש‬ ‫מבוקר מחשב וכוללת אמצעי בטיחות לווידוא הטיהור‬ ‫באצות בנוסף לצמחייה הקיימת.‬ ‫בסופו.‬ ‫לרוב, למערכות יש רכיב טיפול אנאירובי בתחילת‬ ‫גם לבריכות אלו, בדומה לבריכות אשר פועלות על‬ ‫61‬ ‫התהליך, ויסות זרימה, מיכלים לטיפול האירובי שם‬ ‫עיקרון זרימת המים על פני השטח, יש חיסרון‬ ‫מתרחש רוב הטיהור ומיכלי פוליש.‬ ‫משמעותי של חוסר יעילות מול תא השטח בו הן‬ ‫גודל המערכת נע כתלות בהיקף כמויות המים לטיפול,‬ ‫מיושמות, מה שמצריך שימוש נרחב בשטח אדמה.‬ ‫ונע בין גינות ירק ובריכות נוי ולאלמנטים מבניים כחלק‬ ‫תכנוני בלתי נפרד.‬ ‫עד כה דנו בשיטות הזרמת מים אופקית. שיטה‬ ‫71‬ ‫נוספת אשר נסקור שונה עקרונית משאר השיטות‬ ‫שסקרנו והיא שיטת ההזרמה הורטיקלית:‬ ‫4.4.3 בריכות טיהור אנכיות ‪(Vertical flow) VF‬‬ ‫81‬ ‫בריכות הטיהור האנכיות הינן בריכות חפירה רדודה‬ ‫91‬ ‫או מתקן על-קרקעי. נתיב המים מדופן על-ידי חומר‬ ‫איטום המונע דליפת מים מהמערכת ואוטם אותה‬ ‫ממזיקי חוץ. בתחתית הבריכה, מותקנים צינורות‬ ‫מנקזים אשר פוגשים את פני השטח בסופם, כך אויר‬ ‫חודר ונפלט באופן תמידי מהבריכה. החומר שממלא‬ ‫תמונה מספר 1- עקרון הפעולה של מערכות ‪ECO MACHINE‬‬ ‫את המערכת הוא אדמה מקומית או חצץ מדורג‬ ‫שכבתי.‬ ‫שלבי פעולת המערכת:‬ ‫• מיכל שיקוע מפריד משקעים ומבצע בקרה על‬ ‫פעולת הטיהור הינה בעיקרה תוצר אירובי של‬ ‫02‬ ‫הזרימה.‬ ‫הצמחייה אשר מתרחש בשכבה העליונה של המצע.‬ ‫• מערכת בקרה חכמה לשליטה על כל פעולות‬ ‫המערכת. מערכת מבוססת אינטרנט למעקב‬ ‫עיקרון הפעולה הינו מעבר מים ורטיקאלי דרך המצע‬ ‫12‬ ‫מעודכן‬ ‫המטהר עד צינור ניקוז בתחתית אשר מנקז את‬ ‫• מערכת ראשונה של צמחיית מים: שטחה קטן, ועם‬ ‫המים אשר, במקרה הצורך, נשאבים לסיבוב נוסף‬ ‫ייעול תהליכי שחרור חנקן על-ידי סירקולציה‬ ‫וחוזר חלילה.‬ ‫תמידית של המים דרך המערכת. הדבר גם מייעל‬ ‫תהליכי העברת חמצן.‬ ‫שילוב של שתי בריכות ורטיקאליות יכול להיות יעיל‬ ‫22‬ ‫• מערכת שניה: זרימה אופקית תת מצעית - לטיהור‬ ‫כאשר מועברים נוזלים מבריכה אחת לשנייה‬ ‫כמויות מים גדולות יותר ושיפור איכות המים לאחר‬ ‫ונפתחת האופציה לתחזוקה של אחת כאשר השנייה‬ ‫המערכת הראשונה.‬ ‫עודה מתפקדת.‬ ‫• מערכת שלישית: זרימה אנכית - נועדה לשלב‬ ‫ה"פוליש" טיהור המים לאיכויות גבוהות עד מי‬ ‫שתיה.‬ ‫8‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 9. ‫בהתאם לשפכים בהם הן מטפלות: שפכים עירוניים,‬ ‫62‬ ‫ווידוא איכות מים וטיהור סופי - מערכות עזר‬ ‫•‬ ‫שפכים קשים, טיהור נחלים ויצירת פארקים ציבוריים ע"י‬ ‫לווידוא חיסול פתוגנים בעיקר על-ידי קרינת‬ ‫שימוש במים מטוהרים ממערכות ביולוגיות.‬ ‫‪.UV‬‬ ‫1.5.3 מערכת ביולוגית לטיהור שפכים עירוניים‬ ‫72‬ ‫6.4.3 שיטת ה- ‪RESTORER‬‬ ‫אגנים ירוקים )‪(CONSTRUCTED WETLANDS‬‬ ‫82‬ ‫‪"Restorers are floating structures that‬‬ ‫מהווים טכנולוגיה מקובלת לטיפול בשפכים עירוניים‬ ‫‪support an ecologically engineered‬‬ ‫בארה"ב ואירופה. השיטה מיושמת במספר דרגות טיפול:‬ ‫"‪aquatic ecosystem‬‬ ‫.‪JOHN TODD ECOLOGICAL DESIGN, INC‬‬ ‫1. טיפול טוטאלי- בכל השפכים העירוניים, על כל‬ ‫92‬ ‫שלביהם.‬ ‫הריסטורר הינה מערכת אשר עובדת על בסיס‬ ‫2. טיפול חלקי - המערכת מהווה רק חלק ממערך‬ ‫תעלות או אפיקים קיימים בהם זורמים מים‬ ‫03‬ ‫הטיפול, כאשר באמצע התהליך ישנה טכנולוגיה‬ ‫מזוהמים. המערכת מבוססת על מבנים צפים אשר‬ ‫אחרת. בדרך-כלל האגנים הירוקים משולבים‬ ‫מהווים מצע לקיום סביבה מיימית ביולוגית.‬ ‫בשלב הטיהור הסופי והמסובך יותר, אך לעיתים‬ ‫הסירקולציה הטבעית והציפה של צמחי המים הם‬ ‫כטיפול קדם, ולעיתים שניהם.‬ ‫תנאים לקיום תהליך הטיהור של המים. המים‬ ‫3. טיפול במים אפורים בלבד: טיפול במים שהיו‬ ‫המזוהמים באים במגע עם הצמחייה הצפה ובתי‬ ‫13‬ ‫בשימוש ביתי שאינו הדחת אסלות – מקלחות,‬ ‫השורשים המסועפים שלה, וכך מנקים אותם‬ ‫שטיפת כלים וכו'. זוהי הגישה הנפוצה ביותר -‬ ‫מהמזהמים השונים. הגיוון האקולוגי מייצר סביבה‬ ‫מערכות אלה מקובלות מאד ביפן )זהו חוק‬ ‫עמידה לתנודות זיהום קיצוניות, ככזה שעולה‬ ‫מחייב לשכונות חדשות(, וכן ניתן למצוא אותן‬ ‫ביתרונותיו על פני פתרון טיהור מסורתי. יתרונות‬ ‫בסין, ובמקומות שונים באירופה ובארה"ב.‬ ‫המערכת הם ביכולתה לנקות מים זורמים תוך כדי‬ ‫תהליך הזרימה, ובנוסף תחזוקה שוטפת ותפעול‬ ‫גם מבחינת מיקום המערכת ותפקידה בחיי העיר‬ ‫קלים, בעלות נמוכה.‬ ‫23‬ ‫ישנן גישות שונות:‬ ‫5.3 סקירת מערכות אגנים ירוקים‬ ‫1. הגישה המתייחסת למערכת הטיפול הצמחית‬ ‫32‬ ‫שונים בהתאם לרמת הזיהום המטופלת‬ ‫33‬ ‫כאל כל מערכת טיפול נפרדת, וממקמת אותה‬ ‫ורמת הטיהור הנדרשת:‬ ‫רחוק ככל האפשר ממקום מיושב. )הדבר נכון‬ ‫בעיקר למערכות הכוללות טיפול בבוצה(.‬ ‫2. התייחסות למערכת כאל נכס עירוני, ושילובה‬‫43‬ ‫בפארק עירוני הסובב את העיר. אזורים‬ ‫מסוימים, בדרך-כלל של הטיפול הראשוני, אינם‬ ‫נגישים לציבור, אך חלק ניכר מהמערכת מהווה‬ ‫מקלט לחיות בר, ציפורים במיוחד, ומשולבים בו‬ ‫מסלולי מטיילים ונקודות תצפית.‬ ‫3. התייחסות למערכת כאל נכס שכונתי, המשולב‬ ‫53‬ ‫בדרך-כלל בשטח ציבורי פתוח, מייצר מים‬ ‫להשקיה מקומית ומתפקד כחלק אינטגראלי‬ ‫תמונה מספר 2- מערכת ריסטורר בסין המיושמת לטיהור‬ ‫42‬ ‫מהנוף השכונתי.‬ ‫מי נחל מקומי העובר בתוך העיר.‬ ‫4. התייחסות לטיהור כאל תהליך המתרחש‬ ‫63‬ ‫במסגרת משק בית בודד ואינו מועבר להמשך טיפול‬ ‫בחלק זה נסקור את מבנה מערכות האגנים הירוקים‬ ‫52‬ ‫במערכת ריכוזית כלשהי. דוגמא לכך היא מדינת‬ ‫9‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 10. ‫הסיבה הראשונית נובעת ישירות מאוזלת ידן של‬ ‫המערכות הקונוונציונאליות, לתת מענה לדרישות‬ ‫הרשויות והתקן, ושיקולי העלות הנמוכה יחסית בהקמה‬ ‫של מערכות המב"ט )מערכות ביולוגיות לטיהור שפכים(‬ ‫והזניחה באחזקתן, יכולתן לספוג תנודות חריפות‬ ‫בספיקה ואיכות, לתפקד לאורך שנים ללא התערבות‬ ‫אנושית, איכות המים המעולה המתקבלת ביציאה וגם‬ ‫הרצון לאמץ גישה סביבתית מקיימת.‬ ‫לאחרונה, התבצעו מספר מחקרים אקדמיים על‬ ‫73‬ ‫בארה"ב קיים מספר רב של מערכות אגנים בתעשייה‬ ‫44‬ ‫יעילות הטיפול במערכות ביוב עירוניות. רוב‬ ‫הפטרו-כימית. למעשה, רוב חברות הדלק והגז‬ ‫המחקרים מראים יעילות גבוהה בטיהור המים‬ ‫משתמשות בטכנולוגיה זו בצורה זו או אחרת. חלק מכך‬ ‫והורדת כמות המזהמים והפתוגנים )חיידקים גורמי‬ ‫משיקולים פוליטיים-תדמיתיים, אך בעיקר מכיוון שהבעיה‬ ‫מחלות( באופן משמעותי.‬ ‫המתמשכת של זיהום קרקע, מי נגר ומי תהום על ידי‬ ‫תוצרי התעשייה בנוסף לגודל השטחים המזוהמים, היוו‬ ‫בין המחקרים:‬ ‫83‬ ‫זרז לחיפוש טכנולוגיה המסוגלת להתמודד עם כל מכלול‬ ‫המזהמים לתקופות זמן ארוכות, בעלויות מינימאליות.‬ ‫מחקר שבוצע על-ידי ‪Jan Vymazal‬‬ ‫93‬ ‫•‬ ‫טכנולוגיה אשר מטהרת מים בהתאם לתקנים המחמירים‬ ‫בצכיה ובדק את יעילות הטיפול בשפכים‬ ‫ביותר. התקן המקובל לתעשייה זו נקרא: ‪– NPDES‬‬ ‫עירוניים על-ידי אגנים ירוקים. המחקר מצא‬ ‫‪Pollutant Discharge Elimination‬‬ ‫‪National‬‬ ‫הורדה של %99 מסך הפתוגנים במים‬ ‫‪ System‬והוא מותאם לכל מקרה.‬ ‫לאחר הטיהור. המחקר מציין כי ישנם‬ ‫חומרים שרק מערכות מבוססי צמחים‬ ‫אנו עדים לשלל דוגמאות רחבות היקף במדינות כגון:‬ ‫54‬ ‫מסוגלות לטהר מהמים מאחר והם בעלי‬ ‫קנדה, אנגליה, חברת ‪ BP‬שבגרמניה, מפעלי הזיקוק של‬ ‫עמידות להכלרה ולשיטות נוספות.‬ ‫דנמרק, חוות מיכלי דלק ב- ‪Port Everglades‬‬ ‫מחקר שבוצע על מערכות אגנים ירוקים‬ ‫04‬ ‫•‬ ‫שבפלורידה, ובסין אשר הצליחו להפחית ב- %09 את‬ ‫באוגנדה, בה השיטה מאומצת עקב‬ ‫כמות השמנים בשפכים על-ידי שימוש בצמחים שונים‬ ‫פשטות התחזוקה והאמינות הגבוהה שלה.‬ ‫)0002 ,‪.(Xia et al‬‬ ‫המחקר בדק את הורדת הפתוגנים ומצא‬ ‫הורדה מלאה של הפתוגנים במים. המחקר‬ ‫חברת ‪ Amoco‬ב- ‪ Mandan,N. Dakota‬משלבת‬ ‫64‬ ‫מציג את זמן השהייה כמרכיב משמעותי‬ ‫מערכת אגנים ירוקים מזה כ- 03 שנה באתר זה.‬ ‫באיכות המים היוצאים מהמערכת.‬ ‫המערכת מטפלת בתשטיפים המזוהמים מהמפעל על פי‬ ‫מחקר הבדק המצאות טפיל ה‬ ‫14‬ ‫•‬ ‫תקן ‪ NPDES‬הרלוונטי במקרה שלה. המשתנים‬ ‫קריפטוספורידיום שחדר למי השתיה‬ ‫המטופלים הם: ‪ ,COD ,BOD‬אמוניה, סולפאטים,‬ ‫בבריטניה עקב זיהום של שפכים. המחקר‬ ‫פנולים, שמנים וגריז, תרכובות כרומיום ומוצקים‬ ‫בדק כיצד מערכות אגנים ירוקים יכולים‬ ‫מרחפים. המערכת מטפלת בצורה יציבה בכל המשתנים,‬ ‫לחסל את הטפיל הזה על-ידי חיידקים‬ ‫עומדת בדרישות התקן והמים המטופלים מוזרמים לנהר‬ ‫מסוימים הנמצאים בבית השורשים שלל‬ ‫המיסורי הקרוב.‬ ‫הצמחים.‬ ‫בארץ נבנו כמה וכמה מערכות לטיהור שפכים על-ידי‬ ‫74‬ ‫2.5.3 מערכות לטיהור שפכים קשים על-ידי‬ ‫24‬ ‫צמחייה. התוצאות מציגות תמונה אופטימית: המערכות‬ ‫צמחייה‬ ‫עומדות בתנאים הקשים ומספקות אחוז הורדה גבוה של‬ ‫הפרמטרים הנדרשים על-ידי משרד הבריאות, ובנוסף‬ ‫מערכות ביולוגיות טבעיות תופסות מקום ועניין גובר‬ ‫34‬ ‫והולך בקרב חברות המייצרות שפכים "קשים".‬ ‫01‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 11. ‫גם בישראל, יישום של טיהור המים עוד בשלב הראשוני‬ ‫בקרבת מקור הזיהום, הינו הפתרון העדיף, מאחר‬ ‫ולצמחי מים שונים יכולות טיהור מרשימות של מזהמים‬ ‫קשים כמו מתכות, פתוגנים, חנקות, פוספטים, מלחים,‬ ‫בורון ועוד. לכן, אין להתייחס להזרמת שפכים כאסון אלא‬ ‫3.5.3 שיקום נחלים בעזרת מערכות צמחי‬ ‫כמקור מים קבוע, שיש לטפל בו בצורה נכונה. מאחר‬ ‫מים‬ ‫ולנחל מגיעים זיהומים לא ממוקדים בהמשך הדרך‬ ‫)דשנים חקלאים, הזרמות שפכים פיראטיות, תשטיפי‬ ‫נחלים רבים בישראל ובעולם הפכו כאמצעי להזרמת‬ ‫כבישים ועוד(, ניתן וכדאי להוסיף מעקפים ‪"BY‬‬ ‫שפכים - הן ביוב עירוני והן שפכים תעשייתיים.‬ ‫"‪PASSES‬בהמשך האפיק כדי להבטיח את איכות‬ ‫זיהום הנחלים גורם לנזק לנחל עצמו אך גם לכל‬ ‫המים בהמשך. אלו מערכות מודולריות וניתן למקמן‬ ‫האקוסיסטמה הניזונה ממנו ונגרמת פגיעה רב-‬ ‫בכניסות שפכים שונות, ולהגדילן עם הגידול בספיקה.‬ ‫מערכתית בצמחייה, בבעלי החיים ובבני האדם‬ ‫התלויים בנחל לפרנסתם ולרווחתם.‬ ‫טיהור הנחלים על-ידי אגנים ירוקים הוא נושא שנוי‬ ‫4.5.3 יצירת מערכות נופיות המשתמשות באגנים‬ ‫84‬ ‫במחלוקת. צמחי המים הם הצמחייה הטבעית בגדות‬ ‫הירוקים כפארקים לרווחת הציבור‬ ‫הנחלים ולהם תפקידים חשובים בייצוב הגדות,‬ ‫טיהור המים, יצירת הצללה, אספקת מסתור ומזון‬ ‫בשנים האחרונות נבנו בעולם )המפותח והמתפתח(‬ ‫94‬ ‫לבעלי החיים, וכמובן חשיבות אסתטית.‬ ‫אלפים רבים של מערכות אגנים ירוקים כפתרון שכונתי‬ ‫הוספת צמחי מים זרים לנחל יכולה לשנות את‬ ‫או עירוני לשפכים, המהווה במקביל פארק לרווחת‬ ‫האקוסיסטמה הטבעית שלו ולגרום נזק למערכת‬ ‫הציבור. היישום מגוון, וכולל אגנים ירוקים כריאות ירוקות‬ ‫כולה. לכן כל הוספה של אגנים ירוקים צריכה‬ ‫של העיר, כשמורת טבע, כאיזור צפרות, וכפארקים‬ ‫להתייחס למגוון השיקולים הכולל והשפעתם על‬ ‫משולבים הכוללים את כל המערכות המפורטות לעיל.‬ ‫הסביבה הטבעית.‬ ‫רוב המערכות נבנו במקומות שבהם אין מחסור במים,‬ ‫האסטרטגיה המקובלת היא לבצע את טיהור המים‬ ‫ואף על פי כן, נמצא שזו השיטה הנכונה ביותר לטיפול‬ ‫קרוב ככל האפשר למקור זיהום המים, ולהזרים‬ ‫בשפכים. במקום שבו המים יקרי מציאות, יתרון המערכת‬ ‫לנחל מים מטוהרים ללא שינוי באקוסיסטמה שלו.‬ ‫מקבל משנה תוקף עם התרומה של פארק לתושבים‬ ‫אסטרטגיה נוספת היא הוספת מעין מעקף לנחל‬ ‫ואספקת מים לגינון הציבורי.‬ ‫)אפיק פרישה וכניסה חוזרת(, המוביל את מי הנחל‬ ‫אל אזור נפרד בו מתבצע הטיהור על-ידי האגנים‬ ‫בסין פותח הרעיון כבר לפני דורות רבים. מי השפכים‬ ‫05‬ ‫הירוקים ולאחר מכן משיב המים המטוהרים לנחל.‬ ‫זרמו בתעלות לאגם מרכזי שהיווה את מרכז החיים‬ ‫העירוני. עם הגידול באוכלוסיה ובזיהום, הפכו האגמים‬ ‫שיקום נחלים בישראל‬ ‫למטרדים אקולוגיים ולבעיה שתפחה עם השנים, פיתחו‬ ‫הסינים את מושג ה"אקו סיטי": אזורי טיהור צמחים‬ ‫מדינת ישראל מתבוננת מול מצב שבו נחלי ישראל‬ ‫נרחבים ליד האגמים, שם מסוחררים מי האגם‬ ‫מזוהמים ברובם. לרוב הנחלים הזורמים מוזרמים‬ ‫ומטוהרים. בנוסף, אזורים בסביבת שכונות המגורים‬ ‫שפכים באופן קבוע, הן מתעשייה והן ביוב עירוני‬ ‫החדשות, במקום גינון צבורי.‬ ‫ברמות טיהור שונות. גם כאשר מוזרמים לנחל מים‬ ‫מטוהרים על-ידי מכון טיהור שפכים, הם לרוב לא‬ ‫יכולת הטיהור הכוללת של מערכות כאלה, היא הסיבה‬ ‫15‬ ‫באיכות מספקת ואיכותם משתנה בהתאם לסוג‬ ‫העיקרית לפריחת המערכות המשולבות בשטחים‬ ‫השפכים שהמכון מטפל בהם. חריגה אחת באיכות‬ ‫הציבוריים. בניגוד לרוב מערכות הטיהור הקוונציונאליות‬ ‫המים המטוהרים יכולה לגרום נזק אנוש לנחל‬ ‫המתמודדות עם היבטים מסוימים בלבד של הטיהור‬ ‫ולמרקם החיים בו.‬ ‫11‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 12. ‫אם כן, מדוע כדאי להקים מערכות לטיהור מים כחלק‬ ‫מרקמה עירונית בנויה בישראל?‬ ‫התשובה לשאלה זו נעוצה בשלוש סיבות עיקריות:‬ ‫1. כאמור, הערים הינן הצרכּן ויצרן המים‬ ‫ָ‬ ‫המזוהמים הגדול ביותר.‬ ‫2. הפתרונות הקוונציונאלים המיושמים כיום,‬ ‫גורמים לאיבוד של כמעט %05 ממי הביוב‬ ‫4. שיטת המחקר‬ ‫)עקב עומס על המט"שים = מתקנים לטיהור‬ ‫שפכים, אשר אינם מגיעים לרמת טיהור‬ ‫שאלת המחקר שתבחן בעבודה זו היא - כיצד ניתן‬ ‫המאפשרת שימוש חוזר בהם(, וכן איבוד של‬ ‫לשלב מערכות טיהור מים מבוססות צמחים‬ ‫%001 ממי הנגר ואיבוד של היכולת להשתמש‬ ‫)‪ (Phytotechnology‬כמערכת נופית וברקמה‬ ‫במים האפורים המהווים רוב המים במערכת.‬ ‫עירונית צפופה?‬ ‫3. פתרון של מערכות לטיהור מים: היכולת לטהר‬ ‫המחקר שואף להציג את האסטרטגיות העיקריות‬ ‫מים, להחזירם לשימוש ישיר ולהוות ריאה‬ ‫לשימוש במערכות טיהור מים על-ידי צמחים, כחלק‬ ‫ירוקה עבור העיר. יכולת יצירת מים זמינים‬ ‫ממערכת טיהור המים העירונית. המחקר יציג שורה‬ ‫הינה אדירה בהיקפה ותביא לחסכון כלכלי ניכר.‬ ‫של תקדימים מהארץ ומהעולם ויציג ניתוח של‬ ‫האסטרטגיות העיקריות על-פי קריטריונים שונים‬ ‫שיוצגו בהמשך.‬ ‫המחקר יתייחס לשאלות הבאות:‬ ‫- מהו הצורך ביישום מערכות מבוססות‬ ‫צמחייה לטיהור מים?‬ ‫- מהם היתרונות והחסרונות של מערכות‬ ‫מבוססות צמחייה לטיהור מים בהשוואה‬ ‫מקור: נציבות המים, ישראל‬ ‫למערכות קיימות קוונציונאליות?‬ ‫- היכן ניתן למקם מערכות לטיהור מים על-‬ ‫ידי צמחייה בעיר וכיצד הדבר משפיע על‬ ‫יישום המערכת ומאפייניה?‬ ‫- כיצד ניתן ליישם מערכות לטיהור מים על-‬ ‫תמונה מספר 3- נתוני צריכת המים של ישראל )מקורות(‬ ‫ידי צמחייה בישראל?‬ ‫תמונה מספר 4- התפלגות הצריכה הביתית בישראל‬ ‫)מקורות(‬ ‫מניתוח נתוני צריכת המים השפירים בישראל עולה כי‬ ‫1.4 הצורך במערכות לטיהור מים: ישראל‬ ‫צריכת המים השפירים הגבוהה ביותר היא עבור הצריכה‬ ‫כמקרה בוחן‬ ‫הביתית )כ316,457 מ"ק(.‬ ‫לפי התייחסות לדרך היישום של מערכות טיהור מים‬ ‫מניתוח של התפלגות הצריכה הביתית עולה כי כ-%55‬ ‫מבוססות צמחיה, חשוב להציג את הצורך במערכות‬ ‫מהמים הם ברי מיחזור )מי הדחת אסלות, רחצה,‬ ‫מסוג זה. ישראל כמערכת בעלת מודעות גבוהה‬ ‫שטיפת רצפות(, וכ-%03 הם מים אפורים הניתנים‬ ‫לצריכת מים היא מקרה בוחן מצוין לפוטנציאל‬ ‫לטיהור בקלות יחסית. מים מטוהרים ברמה חלקית‬ ‫החסכון במים ע"י טיהור מים מזוהמים.‬ ‫יכולים להחליף את השימוש הקיים להשקיה )%52( ואת‬ ‫המים המשמשים להדחת אסלות )%52(. כנתון תיאורטי,‬ ‫21‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 13. ‫2.4 השוואה כללית של מערכות טיהור מים מבוססות צמחייה אל מול מערכות קוונציונאליות קיימות‬ ‫)מתקנים לטיהור שפכים(‬ ‫פתרון קונבנציונאלי – מט"ש‬ ‫מערכת לטיהור מים על-ידי‬ ‫הקריטריון‬ ‫צמחייה‬ ‫מייצר בוצה רעילה ודורש משאבים גדולים כדי לפרק‬ ‫מתבססת על יצירת‬ ‫עיקרון פעולה‬ ‫אותה לחומר יבש )פירוק חלקי(.‬ ‫אקוסיסטמה טבעית - אינה‬ ‫מייצרת פסולת, חומרים‬ ‫אנאורגניים או תוצרי לוואי‬ ‫רעילים.‬ ‫אין תלות.‬ ‫תלות ישירה בזרימת מים‬ ‫תלות בזרימת מים‬ ‫קבועה כתנאי לקיימות‬ ‫המערכת. מושפעת מתנאי‬ ‫שטח זמין וקצב הגעת המים‬ ‫למערכת.‬ ‫מתקני טיהור לא מתמודדים עם חומרים קשים במיוחד‬ ‫בעלת יכולת בטיפול במים‬ ‫עמידות בתנודות‬ ‫ואינם יכולים להתמודד עם שינויים בספיקה.‬ ‫מזוהמים ברמות גבוהות‬ ‫זיהום‬ ‫כשהמערכת מקבלת יותר מהקיבולת המומלצת יש‬ ‫ומשתנות ומשמשת כ‪buffer‬‬ ‫ניתוב של הביוב ישירות לערוץ טבעי ללא טיפול בכלל.‬ ‫רב עוצמה.‬ ‫המערכת יודעת להתמודד עם‬ ‫עליה קיצונית בספיקה הן‬ ‫מבחינת כמות והן מבחינת‬ ‫איכות.‬ ‫התמודדות חלקית: רוב החומרים לא מטוהרים בשיטה‬ ‫בעלת יכולת טיפול במזהמים‬ ‫התמודדות עם‬ ‫הקונציונלית. טיהור החומרים לא נמדד בבדיקות‬ ‫שאין להם פתרון קונוונציונלי‬ ‫חומרים קשים‬ ‫קוונציונליות.‬ ‫)הורמונים ופתוגנים קשים(.‬ ‫הקמה כבדה, מלווה בחומרי ייצור בהתאם לאתר.‬ ‫פשוטה וזולה יחסית, תחזוקה‬ ‫הקמה תחזוקה‬ ‫תחזוקה רגילה הדורשת כוח אדם ומשאבים לא‬ ‫אפסית.‬ ‫שוטפת‬ ‫מעטים, תחזוקה שוטפת, חומרי גלם כשלעצמם לא‬ ‫מתכלים וכו'.‬ ‫שטח – המט"ש משתמש בפחות שטח מאגנים ירוקים‬ ‫משמשת למעשה כריאה ירוקה‬ ‫יתרונות מובהקים‬ ‫לאותה כמות שפכים. הפעולה נקודתית. יש להוסיף‬ ‫על כל המשתמע מכך.‬ ‫נוספים‬ ‫לשטח המכון את שטח קווי ההובלה אליו וממנו.‬ ‫פגיעה מלאכותית בסביבה כגון ריחות או יתושים.‬ ‫אינה גורמת למפגעים‬ ‫סביבה‬ ‫סביבתיים.‬ ‫31‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 14. ‫כאמור, דורש מעט שטח לטיפול עצמו.‬ ‫כמערכת יחידה לטיהור מים‬ ‫שטח מוקצה‬ ‫)שחורים ואפורים( נדרש שטח‬ ‫גדול מאוד. לטיהור חלקי )מים‬ ‫אפורים או אחרים( נדרש שטח‬ ‫קטן בהרבה.‬ ‫בדרך-כלל ובשל המטרדים, ממוקם המט"ש רחוק‬ ‫ניתן ליישום במקום ובאותה‬ ‫מרחק ממקור הזיהום‬ ‫מאיזורים מיושבים ובסמוך למקור מים טבעי.‬ ‫מידה באיזור מרוחק. התלות‬ ‫ושינוע‬ ‫כפועל יוצא, שינוע ותיעול המים המזוהמים למרחקים‬ ‫הינה בקנה-המידה של‬ ‫רבים תוך השקעת אנרגיה בקווי הובלה ותחזוקתם.‬ ‫הספיקה ושטח זמין.‬ ‫שינוע המים המזוהמים‬ ‫והחזרתו לשימושלטבע תלוי‬ ‫במשתנה המוצג לעיל.‬ ‫דורש תיחום מוגדר וגידור כראוי למניעת ונדליזם‬ ‫יכולת להיטמע בסביבה טבעית‬ ‫הגנה‬ ‫וחבלות מכוונות מצד אחד והגנה על בריאות הציבור‬ ‫במידת האפשר. לעיתים נדרש‬ ‫מאידך.‬ ‫פתרון ספציפי לתיחום האיזור‬ ‫הנחשב מזוהם.‬ ‫מערכות ביולוגיות רגילות דורשות משאבים אנרגטיים‬ ‫מקור אנרגיה מתחדש:‬ ‫אנרגיה‬ ‫אדירים ומערכות גיבוי וקורסות במהירות במקרה של‬ ‫המערכת אינה זקוקה לאנרגיה‬ ‫תקלה חשמלית.‬ ‫מלאכותית לתפקודה )השמש‬ ‫היא מקור האנרגיה והזרימה‬ ‫היא גרוויטציונית במידת‬ ‫האפשר(.‬ ‫לסיכום ניתן לראות כי ישנם יתרונות ניכרים לשימוש באגנים ירוקים לטיהור מים, אך לדבר תלות בצרכים ובתנאי‬ ‫היישום בכל מקום ומקום. בחלק הבא של העבודה נבחן בפירוט יישום של הטכנולוגיה במספר קני מידה וננתח את‬ ‫ההיתכנות שלה למדינת ישראל.‬ ‫.‬ ‫41‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 15. ‫ניתוח תקדימים: מחקר השאוותי‬ ‫2. שטחים פתוחים ציבוריים בעיר - פארקים עירוניים,‬ ‫גינות הצמודות למבני ציבור.‬ ‫כל החלטה על מיקום מערכת לטיהור מים מחייבת‬ ‫התייחסות שונה וייחודית. בחרנו לסקור את‬ ‫3. בשטחים פתוחים בבעלות פרטית – גינות, שטחים‬ ‫האסטרטגיות על-ידי בחינת תקדימים וניתוחם ביחס‬ ‫סמי חקלאיים וכו'.‬ ‫לפתרונות הקיימים כיום וביחס להיתכנות היישום‬ ‫בישראל.‬ ‫4. כחלק מקומפלקס בנוי - על גג המבנה, בתוכו או כחלק‬ ‫משלים לו.‬ ‫כל תקדים ייבחן על-פי מספר קריטריונים:‬ ‫מיקום המערכת ביחס לעיר ולצפיפות‬ ‫2.3.4 היקף המים המטופלים‬ ‫הרקמה הסובבת אותה.‬ ‫במערכות לטיהור מים על-ידי צמחייה, היקף המים אשר‬ ‫היקף המים המטופלים.‬ ‫נכנסים למערכת הינו קריטי. כל מערכת טיהור מבוססת‬ ‫השטח בו משתמשת המערכת.‬ ‫צמחיה, מתוכננת בהתאם לכמות המים המשוערת‬ ‫סוג המים הנכנסים ורמת הטיהור‬ ‫שאמורה להזין את המערכת. אחד מיתרונות המערכת‬ ‫הנדרשת בסוף התהליך.‬ ‫הינו מסוגלותה לעמידה בתנודות, בכמות ובאיכות המים‬ ‫שיטות הטיהור )טכנולוגיה(.‬ ‫הנכנסים, אם כי במקרי קיצון ישנו חשש לקריסת‬ ‫האם התהליך חשוף לציבור המבקרים‬ ‫המערכת כולה.‬ ‫ואם כן, באיזה שלב?‬ ‫כיצד מתבצעת ההגנה על בריאות‬ ‫במקרי הקיצון, ספיקת יתר ואי ספיקה, לא מתקיימים‬ ‫ובטיחות ציבור המבקרים?‬ ‫התנאים הבסיסיים לפעולת המערכת. במצב של ספיקת‬ ‫האם נדרשו התאמות מיוחדות של‬ ‫יתר, אין זמן שהייה מספק על-מנת שהחיידקים החיים‬ ‫הסביבההמבנה ליישום המערכת?‬ ‫על-גבי שורשי הצמחים יפרקו את המזהמים, ואילו במצב‬ ‫האם קיים ערך מוסף נופי לסביבה?‬ ‫של חוסר מים זורמים, הצמחייה תדעך ולבסוף תמות.‬ ‫לאחר כל תקדים תיבחן אפשרות היישום‬ ‫אם כן, כמות המים הנכנסת לטיפול הינה גורם תכנוני‬ ‫בישראל לאור התנאים הייחודים הקיימים‬ ‫חשוב ביותר. במקרים רבים, כמות המים הינה המשתנה‬ ‫בארץ.‬ ‫הראשי והחשוב יותר מאיכות המים הנכנסים למערכת,‬ ‫מאחר ולצמחי המים יכולת הסתגלות לאיכות מים שונה.‬ ‫1.3.4 קריטריון ראשי למיפוי פרוייקים- היכן ניתן‬ ‫למקם מערכות לטיהור מים בעיר ובסביבתה?‬ ‫3.3.4 כמות השטח בו משתמשת המערכת‬ ‫אחת מנקודות התורפה סביב הקמת מערכות לטיהור‬ ‫ראשית נעמוד על שאלת מיקום המערכות השונות.‬ ‫מים על-ידי צמחייה, הינה סוגיית השטח המוקצה עבור‬ ‫זהו הקריטריון הראשי במחקר, מאחר והוא בעל‬ ‫הקמת המערכת. להבדיל מפתרונות קונוונצינאליים כגון‬ ‫השלכות על כל הקריטריונים האחרים - אופי‬ ‫מט"שים, אשר מטפלים במים באופן נקודתי )‪,(On site‬‬ ‫המערכת, היקף ואיכות המים המטוהרים, מאפיינים‬ ‫מערכות ביולוגיות דורשות שטח נרחב יותר על-מנת‬ ‫מבניים של המערכת וכו'. כל אלו יבחנו בהתאמה‬ ‫לטפל באותה כמות מים. על המים המזוהמים להיות‬ ‫לסוגיית המיקום בעיר.‬ ‫במגע מתמשך עם שורשי הצמחים על-מנת לעבור את‬ ‫תהליך הטיהור.‬ ‫ישנן מספר אפשרויות מיקום עיקריות:‬ ‫בחינת סוגיית השטח מורכבת, מאחר וההשוואה איננה‬ ‫1. בשטחי הפריפריה של העיר - שטחים פתוחים‬ ‫עוסקת בפרמטר גודל השטח בלבד, אלא גם במשמעויות‬ ‫הגובלים בשכונות הבנויות ושייכות לעיר מבחינה‬ ‫הנלוות לו. דוגמא לכך הינה אותם המפגעים הסובבים כל‬ ‫מוניציפאלית.‬ ‫51‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 16. ‫5.3.4 מידת חשיפת התהליך לציבור המבקרים‬ ‫אחד החסמים המשמעותיים בפני אימוץ מערכות טיהור‬ ‫מים על-ידי צמחייה, הינו סוגיית השמירה על בריאות‬ ‫הציבור. חלק מתפקידן של רשויות הבריאות במגזר‬ ‫הציבורי, הינו שמירה על בריאות הציבור, ולכן כל הקמה‬ ‫של מערכת שתסכן מספר רב של בני אדם, לא תאושר.‬ ‫הסוגייה העיקרית הינה לדעת כיצד מונעים מהציבור‬ ‫הרחב להיות במגע עם המים המזוהמים לפני / ו / או‬ ‫במהלך תהליך הטיהור? סוגייה נוספת היא המגע של‬ ‫4.3.4 סוג המים הנכנסים ורמת הטיהור הנדרשת‬ ‫הציבור עם מים שעברו תהליך טיהור חלקי ואינם‬ ‫בסוף התהליך‬ ‫מיועדים לשימוש ביתי ישיר )לדוגמא: שימוש חוזר כמי‬ ‫סוג המים מהווה פקטור שני בדרג חשיבותו בעת‬ ‫השקייה ולגינון(. מים אלו מטוהרים ברמה חלקית ואינם‬ ‫תכנון ויישום של מערכות לטיהור מים על-ידי‬ ‫בטוחים לשתיה או למגע ישיר עם בני אדם.‬ ‫צמחייה. לכל סוג זיהום מים, ישנם צמחים‬ ‫המותאמים לטיהורו והרכב של סוגי צמחים שמייצר‬ ‫האפשרות הראשונה, אשר הינה האסטרטגיה הנבחרת‬ ‫את השילוב האידיאלי ליצירת מערכת כוללת לטיהור‬ ‫עבור מערכות קוונציונאליות, הינה הפרדה מוחלטת בין‬ ‫מים.‬ ‫מערכות טיהור המים לבין הציבור. האפשרות השניה,‬ ‫איכות המים הנכנסת למערכת, משליכה באופן ישיר‬ ‫מציעה שימוש בטכנולוגיה ובתכנון אדריכלי, בכדי לתת‬ ‫על איכות המים היוצאת. ככל שהמים יהיו מזוהמים‬ ‫לסוגיה סוג פתרון שלא יסכן את בריאות הציבור ובד בבד‬ ‫יותר בכניסה למערכת, כך תהליך טיהורם יהיה ארוך‬ ‫לא יחייב הפרדה מוחלטת מהמבקרים.‬ ‫יותר ואיטי יותר. כמו בכל מערכת קוונציונאלית, ניתן‬ ‫להגדיר פרמטרים אלו מראש ולתכנן את המערכת‬ ‫המחקר ישווה בין הפתרונות השונים שננקטו בכל‬ ‫בהתאם להם.‬ ‫מערכת, ואף יציג מגוון פתרונות רחב לסוגיה זו.‬ ‫אחד היתרונות העיקריים של מערכות לטיהור מים‬ ‫הערה: יש לציין שמרכיב החינוך והתרבות הינו מרכיב‬ ‫על-ידי צמחייה, הינו יכולתן הגבוהה להתמודדות עם‬ ‫משמעותי בחקירת משתנה זה. חינוך להימנעות ממגע‬ ‫טיהור מים באיכות קשה. בשונה ממערכות‬ ‫עם מים מטוהרים חלקית למטרות השקיה, שווה ערך‬ ‫קוונציונאליות הדורשות טיפול כימי ספציפי לכל‬ ‫למערכת פיזית מתוחכמת ויקרה להפרדה בין המים‬ ‫מזהם ומזהם, צמחי מים הינם בעלי יכולת הסתגלות‬ ‫לציבור. העבודה אינה דנה במרכיב זה, אך אנו מכירים‬ ‫גבוהה לתנודות שונות באיכות המים ולהרכב כימי‬ ‫בכך שזהו עקרון מפתח בכל יישום נרחב של מערכות‬ ‫משתנה של מזהמים. לעיתים מערכות טיהור מים‬ ‫לטיהור מים על-ידי צמחייה.‬ ‫מבוססות צמחייה, הינן המערכות היחידות היכולות‬ ‫להתמודד עם סוגים ספציפיים של שפכים.‬ ‫6.3.4 התאמות סביבתיות מבניות טרם הקמת‬ ‫המערכת‬ ‫איכות המים בסוף התהליך הינה מרכיב קריטי‬ ‫מאחר והמחקר מתמקד במערכות עירוניות, שאלת שילוב‬ ‫ביכולת היישום של מערכות לטיהור מים על-ידי‬ ‫המערכות עם הרקמה הבנויה נעשית משמעותית יותר.‬ ‫צמחייה. שימוש חוזר במים, הן להשקיה והן לצרכים‬ ‫אחת ההנחות המקובלות טוענת כי כל מערכת לטיהור‬ ‫ביתיים, מחייב השגחה קפדנית על איכות המים‬ ‫מים על-ידי צמחייה, איננה כדאית כלכלית, מאחר והיא‬ ‫מחשש לפגיעה בבריאות הציבור. המחקר יציג את‬ ‫מציבה דרישות והתאמות מבניות מיוחדות בעלות‬ ‫תוצאות איכות המים הנכנסים והיוצאים של‬ ‫השלכות כלכליות גבוהות. המחקר יבחן כל מערכת‬ ‫המערכות השונות, בהתאם לרמה הנדרשת.‬ ‫לגופה ויציג מספר פתרונות לטיהור מים, הן במבנים‬ ‫המותאמים לכך, אך גם במערכות שאינן דורשות התאמה‬ ‫מבנית כלל. בנוסף, יציג המחקר מערכות הדורשות‬ ‫61‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 17. ‫מלאכותית ענקית שגודלה נאמד בכ-041 אקר )‪.(Acre‬‬ ‫הביצה תוכננה כסדרת אגנים ירוקים וביניהם מפלים‬ ‫)זאת להפחתת כמות החנקן והעשרה בחמצן(, השתולים‬ ‫בצמחיית מים האופיינית לאזור.‬ ‫הביצה המלאכותית הוכחה כפתרון יעיל בעל ערך מוסף‬ ‫גדול למחוז כולו.‬ ‫1.5 מערכות לטיהור מים על-ידי‬ ‫2 מיליון גלונים של מים מזוהמים, זורמים אליה מדי יום,‬ ‫צמחייה הממוקמות בשטחי הפריפריה‬ ‫אך כאשר נפלטים מהמערכת כמים נקיים למדי וזורמים‬ ‫של העיר: שטחים פתוחים הסמוכים‬ ‫ישירות לנחלים הקרובים ללא כל מפגע שהוא.‬ ‫לשכונות הבנויות‬ ‫הערך המוסף של הקמת המערכת מתבטא בחיי הטבע‬ ‫שהיא מסייעת לקיים. המים והצמחייה הנדירים באזור זה‬ ‫מקרי בוחן מהעולם‬ ‫משכו לאזור בעלי חיים רבים, חלקם כאלו ששנים רבות‬ ‫‪Pinetop/Lakeside‬‬ ‫1.1.5‬ ‫לא חיו באזור והפכו את הביצה לאקוסיסטמה עשירה‬ ‫,‪AZ-Jacques Marsh: A created Wetland‬‬ ‫ומתפתחת. תהליך זה התברר כבעל ערך רב למחוז כולו,‬ ‫‪Northeastern Arizona‬‬ ‫מאחר וחיי הבר העשירים הפכו גורם משיכה לתיירים:‬ ‫צפרים, אקולוגים ומבקרים לנופש הנהנים מהחוויה‬ ‫פיינטופ הוא אתר המטפל בביוב של המחוז‬ ‫הייחודית שמציעה המערכת.‬ ‫המשותף של פיינטופ ולייק סייד באריזונה. כמות‬ ‫ייחודה העיקרי של המערכת שאיננה מבוססת על מערכת‬ ‫הביוב גדולה ונאמדת בכ-2 מיליון גלונים של ביוב‬ ‫טבעית שקדמה לה. התכנון הוא מלאכותי לחלוטין, על‬ ‫מדי יום.‬ ‫מה שהיה לפני כן שטח‬ ‫חשוף חצי מדברי.‬ ‫השלב הראשון של הטיפול הינו טיפול קוונציונאלי‬ ‫אקסטנסיבי:‬ ‫תמונה מספר 6- איילים שחזרו‬ ‫• ייצוב המוצקים המרחפים על-ידי מיכלי‬ ‫לחיות באיזור לאחר הקמת‬ ‫שיקוע.‬ ‫הביצה.‬ ‫• יצירת בוצה בכמויות גדולות.‬ ‫• שאיבת הבוצה, ייבושה, ערבובה עם הזבל‬ ‫האורגני העירוני והכנת קומפוסט ענק.‬ ‫2 מיליון גלון ליום = 0757‬ ‫יכולת טיפול בשפכים‬ ‫• הפיכת 02 טון בוצה רעילה ל-11 טון של‬ ‫קוב‬ ‫קומפוסט למכירה כדשן.‬ ‫בעיקר ‪ SF‬בשילוב‬ ‫איזה סוג טיהור קיים‬ ‫מפליםומערכת סירקולציה‬ ‫במתקן?‬ ‫של המים‬ ‫לגמרי‬ ‫האם התהליך חשוף‬ ‫לפעילות אנושית?‬ ‫שטח פתוח‬ ‫האם קיים עם מבנה /‬ ‫רקמה בנויה?‬ ‫תמונה מספר 5- הביצה המלאכותית בלייקטופ אריזונה‬ ‫חלקים מהמערכת אינם‬ ‫כיצד נעשית ההגנה על‬ ‫נגישים לציבור, בעיקר‬ ‫בריאות ציבור‬ ‫לאורך שנים רבות, מי הביוב הנותרים מהתהליך‬ ‫החלקים הראשונייםץ לאחר‬ ‫המבקרים?‬ ‫זרמו לאזור הקרוב לערים, יצרו בעיה אקלוגית‬ ‫מכן כל השמורה פתוחה‬ ‫חמורה, ובכללה מפגעי ריח וזיהום מים.‬ ‫לציבור.‬ ‫מנהיגי המחוז החליטו לפתור זאת בדרך סביבתית,‬ ‫ערך מוסף משמעותי- יצירת‬ ‫המרכיב הנופי‬ ‫ויצרו מערכת מתוכננת של אגנים ירוקים - מעין ביצה‬ ‫71‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬
  • 18. ‫המערכת תוכננה בכדי לטפל במים ולהביאם לאיכות‬ ‫גבוהה ביותר - איכות רחצת אדם במי בריכת האגירה‬ ‫הסופית, אשר מהווה בנוסף אתר תיירותי.‬ ‫005 דונם. השטח נמצא‬ ‫מרכיב השטח‬ ‫בסמוך לעיר אך אינו מוקף‬ ‫ברקמה עירונית. למרות זאת‬ ‫מתפקד כחלק מהעיר לאור‬ ‫השימושים הרבים של האתר‬ ‫כאתר נופש.‬ ‫2.1.5 יישום בישראל‬ ‫יישום המערכת כמודל, מציג אפשרויות חדשות‬ ‫תמונה מספר 7- האגם הקסום בקטורה.‬ ‫בעלות יתרונות רבים הנלווים לטיהור המים. מערכת‬ ‫המערכת פועלת במספר שלבים:‬ ‫מסוג זה, יכולה להיות מרכיב משלים לטיהור המים‬ ‫1. בריכה ראשונה כבריכת שיקוע – מפחיתה כ-‬ ‫הקוונציונאלי של עיר מטרופולינית בישראל, ולהפוך‬ ‫%07 מהמרחפים.‬ ‫לחלק מפארק לרווחת תושבי האזור כולו. מיקום‬ ‫2. מספר בריכות מקדימות לטיהור ראשוני בשיטת‬ ‫פארק כזה מחייב שטח נרחב מחוץ לעיר, אך‬ ‫ה-‪ .SSF‬לבריכות מאגר ראשי וצמחיית שוליים‬ ‫בקרבה יחסית המאפשרת שימוש תכוף לרווחת‬ ‫צפופה.‬ ‫התושבים. התכנון כיום בישראל, מכיר בחשיבותם‬ ‫3. בריכות פנימיות לטיהור "פוליש".‬ ‫של פארקים מטרופוליניים וקיים תכנון להקמת פארק‬ ‫4. בריכה ראשית גדולה עם שוליים שתולים‬ ‫מסוג זה כמעט לכל עיר גדולה בישראל )פארק‬ ‫בצפיפות ומערכת סחרור מים דרך הגדות.‬ ‫הקישון בחיפה, פארק מטרופוליני ראשון לציון,‬ ‫בשילוב עם הטיהור הראשוני מתקבל אגם נוי‬ ‫פארק שרון וכו'(. שילוב מערכת לטיהור מים כחלק‬ ‫גדול.‬ ‫מהפארק, יכול להיות הזדמנות לפיתוח וליישום‬ ‫טיהור מים בקנה מידה נרחב.‬ ‫תוצאות המערכת מפתיעות באיכותן. המים טובים‬ ‫כיום, אין בארץ מערכת לטיהור מים בקנה מידה‬ ‫מהנדרש בתקני משרד התיירות והחקלאות, ואף‬ ‫מטרופוליני עירוני המתבססת על טיהור בעזרת‬ ‫מאושרים להשקיית זיתים, גידולים וחורשות קק"ל )קרן‬ ‫צמחייה. למרות זאת, קיים פרוייקט המציע שימוש‬ ‫קיימת לישראל( הסמוכות. בנוסף להשקייה, המים‬ ‫במודל דומה בקנה מידה קטן יותר.‬ ‫משמשים לפעילות תיירותית - שחיה, שיט וכו'.‬ ‫1.2.1.5 מודל ליישום בארץ: בקעת קטורה -‬ ‫האגם הקסום‬ ‫בבקעת קטורה בנגב, שוכנים היישובים נאות סמדר‬ ‫ונווה חריף. היקף האוכלוסייה אינו גדול ועומד על כ-‬ ‫003 איש. למרות זאת, ליישובים שפכים נוספים‬ ‫אשר מקורם ברפתות, ביקב ומפעילויות נוספות. סך‬ ‫הספק המערכת הוא כ-021 מ"ק ליממה.‬ ‫המיקום המבוּדד והרצון לפתרונות סביבתיים, הובילו‬ ‫את היישוב לבחינת מערכות לטיהור מים על-ידי‬ ‫צמחייה.‬ ‫תמונה מספר 8 – האגם הקסום וצמחי המים שגודלים במקום‬ ‫81‬ ‫מערכות טיהור מים מבוססות צמחים: סוגיית השילוב במערכת נופית וברקמה בנויה‬