מתקן לטיפול בשפכים תעשייתיים נשען על שלושה מיכלים: מיכל איזון שמווסת את הספיקה, המיכל שבו מתבצע הנטרול, ומאצרה שכולאת דליפה. כל אחד מהם נושא עומס אחר, ולכן נבנה מחומר אחר.
בפלסט חן, הכלי התובעני מבין השלושה הוא זה שבו מתבצע נטרול השפכים, כי הדופן שלו פוגשת חומצה ובסיס לחלופין וגם את החום שהתגובה עצמה משחררת. לכן מיכל שמפורט לפי אנליזת השפכים בלבד עלול להיכשל גם כשהמפרט נראה תקין.
מי אחראי לתהליך ומי אחראי למיכלים
הטיפול בשפכים תעשייתיים הוא שני עולמות. יש את התהליך - איזו טכנולוגיה, DAF או שיקוע, אירובי או אנאירובי, ואיזה ריאגנט - וזה תחומם של מהנדסי תהליך ויועצי סביבה. ויש את הציוד שהתהליך רץ בתוכו: המיכלים, הצנרת והכליאה.
פלסט חן היא הצד השני. אנחנו לא מתכננים את התהליך ולא מוכרים אותו; אנחנו מייצרים ומתקינים את מיכלי הפלסטיק התעשייתיים והצנרת שהתהליך רץ בתוכם, ומגיעים לפרויקטים גם כקבלן משנה של חברות התהליך וגם ישירות מול המפעל. המאמר הזה הוא על החלק הזה - שהוא גם החלק שנוטה להישאר מעורפל במפרט.
שלושה מיכלים, שלוש דרישות שונות
במתקן קדם טיפול בשפכים תעשייתיים חוזרים שלושה כלים שקל לבלבל ביניהם. מיכל איזון מווסת, מיכל השפכים מנטרל, ומאצרה כלל אינה חלק מהתהליך.
| הכלי | התפקיד | מה הדופן פוגשת | מה קובע את החומר |
|---|---|---|---|
| מיכל איזון | ויסות ספיקה והרכב | זרם ממוהל, רציף | הרכב ממוצע וטמפרטורה |
| מיכל השפכים הכימיים | החזרת ה-pH לתחום | שני קצוות pH וחום שנוצר בפנים | הריאגנט, ריכוזו והערבול |
| מאצרה | כליאת דליפה | התכולה בריכוז המלא, לזמן קצר | תרחיש הדליפה |
ההבחנה אינה סמנטית. מפרט שכותב "מיכל פלסטיק" לשלושתם מייצר מתקן שעובד עד האירוע הראשון שיוצא מהממוצע.
אם במפרט מופיע מיכל איזון בלי לציין אם הכוונה לסחרור מים או לקדם-טיפול שפכים, שווה לברר לפני ההזמנה - אלה שני מוצרים שוניםכששני התפקידים יושבים באותו מיכל
במפרטים ישראליים הכלי הזה מופיע בדרך כלל כ"מיכל איזון ותיקון pH", ולעתים שני התפקידים באמת יושבים בו יחד. זו קונפיגורציה מקובלת לגמרי, ולעתים גם הנכונה כשהמקום מוגבל.
אבל היא משנה את חישוב החומר. מיכל כזה נבחן מול הדרישה המחמירה מבין שני התפקידים ולא מול הממוצע ביניהן - כלומר מול קצוות ה-pH ומול החום שההזרקה מייצרת, ולא מול הזרם הממוהל שנכנס אליו.
למה נטרול שפכים הוא השלב התובעני
תיקון pH שפכים נשמע כמו השלב הפשוט במתקן, ובפועל הוא ההפוך. הסיבה הראשונה היא חשיפה לשני הקצוות: מיכל שמטפל גם בזרם חומצי וגם בבסיסי פוגש חומצה ובסיס חזק לחלופין.
חומר שעומד היטב באחד לא בהכרח עומד בשני, ובחירה שנעשתה לפי הזרם הדומיננטי מתגלה בזרם המשני.
הסיבה השנייה נשכחת כמעט תמיד: נטרול הוא תגובה אקסותרמית. כשהריאגנט מוזרק בריכוז גבוה החום מעלה את הטמפרטורה מעל זו של הזרם הנכנס; בזרם מדולל הוא זניח.
כלומר הדופן צריכה לעמוד בטמפרטורה שנוצרת בפנים, לא בזו שנמדדת בכניסה. הריכוז שבו מוזרק הריאגנט הוא נתון תכנוני, לא פרט טכני.
למה החום מצטבר בנקודה אחת
במיכל שאינו מעורבל היטב הריאגנט אינו מתפזר; נוצר מינון-יתר מקומי סביב נקודת ההזרקה, והדופן שם פוגשת pH רחוק מזה שבדף הנתונים - ועליו החום שהתגובה משחררת. לכן בריכוזים גבוהים שולטים בזה בקצב ההזרקה, במיקום חיישן ה-pH ובערבול, ולא רק בעובי הדופן.
שלושת אלה - קצב ההזרקה, מיקום החיישן והערבול - הם החלטות תכנון, לא פרטי התקנה. מה שאנחנו מבקשים שתשלחו לפני שאנחנו מוציאים המלצה הוא רשימה אחרת, והיא מפורטת בשאלות שלמטה. הערת כתיב: נטרול וניטרול הם אותו תהליך, ושתי הצורות מופיעות במפרטים ישראליים.
מה קובע את החומר
לזרמים חומציים ולתערובות תובעניות פוליפרופילן הוא ברירת המחדל שלנו, כי הוא מחזיק טמפרטורת עבודה גבוהה יותר - כ-95 מעלות מול כ-60 ב-PE 100. מול בסיסים שני הפולאולפינים שקולים, ובחלק מהמחמצנים HDPE אף עדיף; ההבדל המכריע בשלב הנטרול הוא החום. את מיכלי הפוליפרופילן ואת התכונות שלהם פירטנו בעמוד נפרד.
כשהזרם אגרסיבי במיוחד - שפכי ציפוי מתכות עם חומצות מרוכזות, זרם שממשיך למט"ש, או תערובות עם ממסים - אנחנו עולים לPVDF ו-ECTFE. מבין השניים, PVDF הוא זה שבונים ממנו דופן מיכל נושאת עצמה; ECTFE מגיע למיכל בדרך כלל כביטנה, ולא מצאנו ספק שמשווק מיכל ECTFE עצמאי.
גם הפולימרים הפרפלואוריים כמו PFA עמידים יותר, אבל מודול הכפיפה שלהם כשליש מזה של PVDF, ולכן הם פסולים כמבנה בקנה מידה של מיכל. זה בדיוק ההיגיון של מיכל משוריין מ-FRP עם ביטנה פנימית: ה-FRP נושא את העומס והביטנה נושאת את הכימיה.
ההבדל בין השניים מכריע דווקא בשלב הנטרול. PVDF עמיד מאוד לחומצות ולמחמצנים, אבל סודה קאוסטית מרוכזת תוקפת אותו כימית, בדה-פלואורינציה, והדופן משנה צבע ומתפרכת ולא רק נסדקת.
ארקמה מדרגת את ה-PVDF ההומופולימר עד pH 12 בערך ואת Kynar Flex עד 13.5, ולכן הצד הבסיסי הוא זה שמכריע את בחירת הפולימר. כשהריאגנט הבסיסי מרוכז, ECTFE הוא הבחירה הנכונה מהשניים. כך למשל ייצרנו לנמל אשדוד מיכל איסוף שפכים כימיים - מיכל גלילי מ-FRP מחוזק סיבי זכוכית עם ביטנת ECTFE רציפה, שנועד למנוע חלחול מזהמים למי התהום.
מתי HDPE הבחירה הנכונה ומתי לא
מיכלי HDPE מצוינים למים, לשפכים ולניקוז. המגבלה שרלוונטית כאן היא טמפרטורת העבודה, שנמוכה מזו של פוליפרופילן. בתרסובת כלור, לעומת זאת, HDPE הוא בדרך כלל המדורג טוב יותר מבין שני הפולאולפינים - שם השאלה היא דרגת החומר וחבילת נוגדי החמצון, לא מעבר לפולימר אחר. אחסון בתפזורת לאורך שנים הוא דיון נפרד.
בזרם ניטרלי בטמפרטורת הסביבה HDPE הוא הבחירה הנכונה; במיכל שבו מתבצע נטרול והזרם מתחמם, הטמפרטורה היא שמוציאה אותו מהמשחק. ההשוואה המלאה נמצאת בPP מול HDPE מול PVC מול PVDF מול פיברגלס.
מה שלא קובע את החומר הוא הנפח. מיכל של 5 מ"ק ומיכל של 50 מ"ק לאותו זרם עשויים מאותו פולימר; מה שמשתנה הוא עובי הדופן והחיזוקים, שנגזרים בחישוב לפי הנחיית DVS 2205. אנחנו עובדים לפיה, וגם במערכת איכות ISO 9001. מה כל תקן מכסה בפועל מפורט בתקני האיכות במיכלי פלסטיק.
שני מוצרים שונים שנקראים מיכל איזון
מיכל איזון בקדם-טיפול שפכים מווסת ספיקה והרכב: הוא מקבל מכה של שטיפת CIP או אצווה שמתרוקנת בבת אחת, ומשחרר הלאה בקצב אחיד. הוא גם ממהל.
אבל אותו שם עברי משמש גם לכלי אחר - מיכל איזון במערכת סחרור מים סגורה, כמו בבריכות שחייה ציבוריות ובמתקני סינון. שם התפקיד הוא שמירת מפלס מול אידוי ועומס מתרחצים, והאויב הוא כלור ולחות ולא חומצה.
מאצרה - כליאה, לא טיפול
מאצרה יושבת מתחת למיכל או סביבו, ותפקידה היחיד להחזיק את התכולה אם המיכל דולף, כדי שהחומר לא יחלחל לקרקע ולמי התהום. אגן איגום הוא אותו רעיון בהיקף גדול יותר.
ההבחנה הזאת משנה את הדרישה מהחומר, ולא בכיוון שמצפים לו. המיכל פוגש את הזרם כפי שהוא בעבודה, ולעתים ממוהל; המאצרה פוגשת את התכולה בריכוז המלא. לכן דווקא היא צריכה לפעמים חומר עמיד יותר מהמיכל שמעליה - את הבחירה פירטנו במאצרות לחומצות ופארמה.
הצנרת שמובילה אל המיכל וממנו
הזרם מגיע למיכלים ויוצא מהם בצנרת, והצנרת נחשפת לאותו זרם בתנאים לפעמים גרועים יותר, כי בה אין נפח שמפזר חום ואין מיהול. את בחירת החומר לצנרת, שיטות הריתוך וההסמכות פירטנו בקבלן צנרת תעשייתית.
בפרויקטים שלנו המיכל והצנרת מתוכננים יחד. חיבור בין שני חומרים שלא תוכננו זה לזה הוא נקודת הכשל הראשונה, וגם המקום שבו האחריות מיטשטשת בין ספקים.
פרויקטים שביצענו בתחום המים והשפכים
פלסט חן מייצרת מיכלים וצנרת תרמופלסטיים מהמפעל שלנו בנגב מאז 1993. בתחום המים והשפכים ביצענו, בין השאר:
- מערכת לטיהור שפכים חקלאיים - ייצור והקמה למתקן מט"ש
- ריאקטורי PP ל-IDE במתקן ההתפלה בשורק
- מערכת ערבול לבריכת חומצה באדמה מכתשים
- מיכל איסוף שפכים כימיים לנמל אשדוד - משוריין, עם ביטנת ECTFE
- מיכל HDPE בנפח 130 מ"ק למפעל מזון - לא שפכים, אבל אותו חישוב דופן בנפח הזה
שלושה מהם הם מתקני מים או שפכים במובן הישיר, והשאר הם אותה הנדסה בזרם אחר. את מגוון מיכלי הפוליפרופילן שאנחנו מייצרים, לפי נפח ולפי יישום, רואים בעמוד המוצר.
תרמופלסט אינו התשובה לכל מקרה, ואנחנו אומרים את זה מראש. כשנדרש חוזק מכני חריג בקטרים גדולים, או כשמצטרפים חום ולחץ גבוה יחד, פיברגלס או פתרון מרוכב עשוי להתאים יותר - ולפעמים מתכת מצופה. אנחנו אומרים את זה בשלב ההצעה.
בפנייה הראשונה שלחו את האנליזה עם הערכים המקסימליים ולא הממוצעים - זה הנתון שמונע מפרט שגוימה לבדוק לפני שמזמינים מיכל
מיכל השפכים נכשל כשמפרטים אותו לפי הזרם ולא לפי התגובה. איזון מווסת ופוגש זרם ממוהל, נטרול מתקן ופוגש שני קצוות pH וחום שנוצר בפנים, ומאצרה כולאת ונבחנת מול הריכוז המלא. מי שמפרט את שלושתם באותה שורה מקבל מתקן שעובד עד האירוע החריג הראשון. נשמח בפלסט חן לעבור איתכם על האנליזה ולהגיד מה מתאים - כולל המקרים שבהם התשובה היא לא תרמופלסט.
