構想とデザイン

都市排水のダン地域再生プロジェクトは、この種のプロジェクトとしては世界最大です。 これは、ダン地域大都市圏からの都市廃水の処理および地下水涵養のための施設で構成されています。ダン地域大都市圏は、イスラエルのテルアビブを中心とする 1.5 つの都市からなるコングロマリットで、合計人口は約 1 万人です。 このプロジェクトは、都市排水の収集、処理、処分を目的として作成されました。 地下の帯水層に比較的長い期間留置された後、埋め立てられた排水は、乾燥したネゲブ (イスラエルの南部) を灌漑するために無制限の農業用に汲み上げられます。 プロジェクトの一般的なスキームを図 1960 に示します。このプロジェクトは 110 年代に設立され、継続的に成長しています。 現在、システムは約 10 x XNUMX を収集して処理します。⁶ m³ 150年当たり。 数年以内の最終段階では、システムは 170 ～ 10 x XNUMX を処理します。⁶ m³ 1年当たり。

図 1. ダン地域下水再生プラント: レイアウト

下水処理場は、多くの環境および職業上の健康問題を引き起こすことが知られています。 ダン地域のプロジェクトは、過剰な職業上の危険を生み出すことなく、水資源の大幅な節約、高い処理効率、安価な水の生産とともに国家の利益を組み合わせる、国家的に重要な独自のシステムです。

システムの設計、設置、および日常的な操作を通じて、水の衛生と職業衛生への懸念が慎重に考慮されています。 再利用された廃水が、誤って飲んだり飲み込んだりした場合でも、通常の飲料水と同じくらい安全であることを保証するために必要なすべての予防措置が講じられています。 同様に、適切な下水処理場の労働者または廃棄および農業利用に従事する他の労働者のいずれかに影響を与える可能性のある事故またはその他の生物学的、化学的または物理的危険への潜在的な暴露を最小限に抑えるという問題に適切な注意が払われています。再生水の。

プロジェクトの第 XNUMX 段階では、廃水は通性酸化池のシステムによって生物学的に処理され、再循環が行われ、石灰マグネシウム プロセスによる追加の化学処理が行われ、続いて高 pH 廃水が「研磨池」に保持されました。 部分的に処理された排水は、Soreq 拡散池によって地域の地下水帯水層に涵養されました。

第 1 段階では、処理プラントに運ばれた廃水は、硝化脱窒を伴う活性汚泥プロセスによって機械的生物学的処理を受けます。 二次排水は、散布池ヤブネ 2 およびヤブネ XNUMX によって地下水に涵養されます。

完全なシステムは、互いに補完し合うさまざまな要素で構成されています。

• ほとんどの廃棄物を処理する活性汚泥プラント（バイオメカニカルプラント）と、主に過剰な下水の流れの処理に使用される酸化および研磨池のシステムで構成される廃水処理プラントシステム

• 断続的に氾濫する XNUMX つの異なる場所 (Yavneh と Soreq) にある拡散盆地で構成される、処理された廃水のための地下水涵養システム。 吸収された排水は、土壌の不飽和帯と帯水層の一部を通過し、SAT (土壌帯水層処理) と呼ばれる補完的な排水処理と季節貯留専用の特別なゾーンを作成します。

• 涵養池を取り囲み、処理プロセスの効率の監視を可能にする観測井戸のネットワーク (全部で 53 の井戸)

• 涵養地を取り囲む回収井戸のネットワーク (74 年には合計 1993 のアクティブな井戸)

• ネゲブの農業地域を無制限に灌漑するための、特別で別個の再生水輸送本管。 この本管は「第 XNUMX ネゲブ ライン」と呼ばれ、別の XNUMX つの主要な淡水供給本管を含むネゲブへの給水システムを補完します。

• 排水の塩素化のためのセットアップ。現在、XNUMX つの塩素化サイトで構成されています (将来的にはさらに XNUMX つ追加される予定です)。

• 送水システムに沿った XNUMX つの運用中の貯水池。システムに沿ってポンプで汲み上げられ、消費される水の量を調整します。

• 処理された水を消費者に供給する排水本管に沿った 13 の主要な圧力ゾーンで構成される排水分配システム

• プロジェクトの完全な運用を監督および制御する包括的な監視システム。

再生システムの説明

再生システムの一般的なスキームを図 1 に、フロー図を図 2 に示します。システムは、次のセグメントで構成されています: 廃水処理プラント、水涵養場、回収井戸、運搬および分配システム、塩素処理のセットアップ、および包括的な監視。システム。

図 2. ダン地域プロジェクトのフロー図

下水処理場

ダン管区都市圏の下水処理場は、管区内 300 市の生活廃棄物を受け入れ、産業廃棄物の一部を処理している。 プラントはリション・レジオン砂丘内に位置し、主に活性汚泥法による廃棄物の二次処理に基づいています。 廃棄物の一部は、主にピークフロー排出時に、110 エーカーの面積を占める別の古いシステムの酸化池で処理されます。 10 つのシステムを合わせて、現在、約 XNUMX x XNUMX を処理できます。⁶ m³ 1年当たり。

充電フィールド

処理プラントの排水は、地域の砂丘内にある 1 つの異なる場所にポンプで送られ、そこで砂の上に広げられ、一時的な貯留と追加の時間依存処理のために地下の帯水層に浸透します。 散布池の 60 つは、機械的生物学的処理プラントの排水の涵養に使用されます。 これらは、Yavneh 7 (工場の南 2 km に位置する 45 エーカー) と Yavneh 10 (工場の南 60 km にある XNUMX エーカー) です。 XNUMX 番目の貯水池は、酸化池の廃液と、廃液の品質を必要なレベルまで改善するために必要なバイオメカニカル処理プラントからの特定の部分との混合物を再充填するために使用されます。 これは約 XNUMX エーカーの面積を持ち、池の東に位置するソレク サイトです。

回復井戸

涵養地の周囲には、涵養された水が再び汲み上げられる観測井戸のネットワークがあります。 74 年に稼働していた 1993 の井戸のすべてが、プロジェクト全体で稼働していたわけではありません。 1993 年には、合計約 95 万立方メートルの水がシステムの井戸から回収され、第 XNUMX ネゲブ ラインにポンプで送られました。

輸送および流通システム

さまざまな回収井戸から汲み上げられた水は、第 87 ラインの運搬および配水システムに集められます。 輸送システムは 48 つのセクションで構成され、全長は 70 km、直径は 10,000 ～ XNUMX インチです。 送水システムに沿って、システムの水の流れを調整するために、本線に「浮いている」XNUMXつの異なる運用中の貯水池が建設されました。 これらの貯水池の運用容量は XNUMX m から³ 100,000メートルまで³.

サード ライン システムを流れる水は、1993 年に 13 の主要な圧力ゾーンのシステムを通じて顧客に供給されました。 多くの水消費者、主に農場は、これらの圧力ゾーンに接続されています。

塩素化システム

サードラインで行われる塩素消毒の目的は「人とのつながりを絶つ」ことであり、これはサードラインの水に人間由来の微生物が存在する可能性を排除することを意味します。 モニタリングの過程を通して、回収された水が貯水池に滞留している間に、糞便微生物がかなり増加することがわかった。 そのため、路線に沿ってさらに塩素化ポイントを追加することが決定され、1993 年までに 0.4 つの別々の塩素化ポイントが日常的に稼働していました。 近い将来、さらに 1.0 つの塩素処理ポイントがシステムに追加される予定です。 残留塩素は、遊離塩素の XNUMX ～ XNUMX mg/l の範囲です。 この方法では、ラインの最初に大量の塩素を XNUMX 回注入するのではなく、システムのさまざまなポイントで遊離塩素を低濃度に維持することで、人とのつながりを確実に断ち切ると同時に、貯水池に魚が生息できるようにします。 . さらに、この塩素処理方法は、最初の塩素処理ポイントから下流のポイントで汚染物質がシステムに入った場合に、輸送および配水システムの下流セクションの水を消毒します。

監視システム

XNUMX 番目のネゲブ ラインの再生システムの運用は、専門的で独立した科学的実体によって監督および管理されているモニタリング セットアップの定期的な機能に依存しています。 この機関は、イスラエルのハイファにあるテクニオンの研究開発研究所 - イスラエル工科大学です。

独立した監視システムの確立は、イスラエル公衆衛生条例による地方の法的機関であるイスラエル保健省の必須要件となっています。 この監視設定を確立する必要性は、次の事実に由来します。

1. この廃水再生プロジェクトは、世界最大のものです。
2. これは、まだ実験されていないいくつかの非日常的な要素で構成されています。
3. 再生水は、農作物の無制限の灌漑に使用されます。

したがって、監視システムの主な役割は、システムによって供給される水の化学的および衛生的な品質を確保し、水質の変化に関する警告を発することです。 さらに、監視体制は、ダン地域の埋め立てプロジェクト全体のフォローアップを実施しており、プラントの日常的な運用や水の化学生物学的品質などの特定の側面も調査しています。 これは、衛生面だけでなく農業の観点からも、無制限の灌漑に対するサード ラインの水の適応性を判断するために必要です。

予備的な監視レイアウトは、イスラエルの主要な水供給業者であり、ダン地域プロジェクトの運営者である Mekoroth Water Co. によって設計および準備されました。 特別に任命された運営委員会は定期的に監視プログラムを見直し、日常業務を通じて得られた経験の蓄積に従って修正を行ってきました。 モニタリング プログラムは、サード ライン システムに沿ったさまざまなサンプリング ポイント、調査されたさまざまなパラメータ、およびサンプリング頻度を扱いました。 予備的なプログラムは、システムのさまざまな部分、すなわち、回収井戸、輸送ライン、貯水池、限られた数の消費者接続、およびプラントの近くにある飲用水井戸の存在に言及しました。 サード ラインのモニタリング スケジュールに含まれるパラメータのリストを表 1 に示します。

表 1. 調査したパラメータのリスト

回収井のモニタリング

回収井戸のサンプリング プログラムは、いくつかの「指標パラメーター」の 2 か月ごとまたは 15 か月ごとの測定に基づいています (表 23)。 サンプリングされた井戸の塩化物濃度が井戸の最初の塩化物レベルを 54% 以上超えた場合、地下帯水層内の回収された排水の割合が「大幅に」増加したと解釈され、井戸は次の場所に移されます。サンプリングの次のカテゴリ。 ここでは、XNUMX か月に XNUMX 回、XNUMX 個の「特性パラメータ」が決定されます。 一部の井戸では、年に XNUMX 回、XNUMX のさまざまなパラメーターを含む完全な水の調査が行われます。

表 2. 回収井で調査されたさまざまなパラメータ

搬送システム監視

長さ 87 km の送水システムは、廃水ラインに沿った 16 つの中央ポイントで監視されています。 これらの時点で、XNUMX の異なるパラメーターが XNUMX か月に XNUMX 回サンプリングされます。 これらは: PHFD、DO、T、EC、SS₁₀、SS₅₅、UV、TURB、NO₃ ⁺、PTOT、ALKM、DOC、TOTB、TCOL、FCOL、ENTR。 システムに沿って変化しないと予想されるパラメータは、XNUMX つのサンプリング ポイント (搬送ラインの始点と終点) のみで測定されます。 これらは: Cl、K、Na、Ca、Mg、HARD、B、DS、SO₄ ^-2、NH₄ ⁺いいえ₂ ^– そしてMBAS。 これらの XNUMX つのサンプリング ポイントでは、年に XNUMX 回、さまざまな重金属 (Zn、Sr、Sn、Se、Pb、Ni、Mo、Mn、Li、Hg、Fe、Cu、Cr、Co、Cd、Ba、As、 Al、Ag)。

貯水池のモニタリング

サード ライン貯水池の監視設定は、主に、貯水池内の生物学的発達の指標として機能する限られた数のパラメーターの調査と、外部汚染物質の侵入を特定することに基づいています。 PHFD、T、DO、総 SS、揮発性 SS、DOC、CLRL、RSCL、TCOL、FCOL、STRP、および ALG について、XNUMX つのリザーバーが月に XNUMX 回サンプリングされます。 これら XNUMX つの貯水池では、Si も XNUMX か月に XNUMX 回サンプリングされます。 これらすべてのパラメーターは、別の貯水池 Zohar B でも年 XNUMX 回の頻度でサンプリングされます。

まとめ

ダン地域再生プロジェクトは、イスラエルのネゲブの無制限の灌漑用に高品質の再生水を供給しています。

このプロジェクトの第 1970 段階は 1977 年から部分的に稼働し、1970 年から本格的に稼働しています。 1993 MCM が 373 年から 243 年の間に帯水層から汲み上げられ、国の南部に供給されました。 水の一部が失われましたが、これは主に池からの蒸発と浸透によるものです。 1974 年には、これらの損失は、ステージ 1993 プラントに運ばれた生下水の約 1993% に達しました (Kanarek 6.9)。

プロジェクトのステージ 1987 である機械的生物処理プラントは、1987 年から稼働しています。1993 年から 478 年の稼働期間中、1993 MCM の未処理汚水が機械的生物処理プラントに運ばれました。 103 年には、約 95 MCM の水 (8 MCM の再生水と XNUMX MCM の飲用水) がシステムを通じて運ばれ、ネゲブの無制限の灌漑に使用されました。

回収井水は、地下帯水層の水質を表します。 帯水層の水質は、そこへの排水の浸透の結果として常に変化しています。 帯水層の水質は、土壌 - 帯水層処理 (SAT) プロセスの影響を受けないパラメーターの排水の水質に近づきますが、土壌層を通過することによって影響を受けるパラメーター (濁度、懸濁物質、アンモニア、溶存水など)有機炭素など）はかなり低い値を示します。 注目に値するのは、帯水層の水の塩化物含有量であり、回復井戸の水質の変化によって証明されるように、最近の 15 年間で 26 ～ XNUMX% 増加しました。 この変化は、かなり高い塩化物含有量を有​​する流出物によって帯水層の水が継続的に置き換えられていることを示しています。

サード ライン システムの XNUMX つの貯水池の水質は、開いた貯水池内で発生する生物学的および化学的変化の影響を受けます。 藻類の光合成と大気中の酸素の溶解により、酸素含有量が増加します。 貯水池の近くに住むさまざまな水生動物によるランダムな汚染の結果として、さまざまな種類の細菌の濃度も増加します。

システムに沿って顧客に供給される水の品質は、回収井戸と貯水池からの水の品質に依存します。 システムの水の強制的な塩素処理は、水を飲料水として誤って使用することに対する追加の保護を構成します。 無制限の農業用途に使用される廃水の水質に関するイスラエル保健省の要件とサード ラインの水データを比較すると、ほとんどの場合、水質が要件を完全に満たしていることがわかります。

結論として、Third Line 廃水回収および利用システムは、成功した環境および国家イスラエル プロジェクトであると言えます。 ダン地域の下水の衛生処理の問題を解決すると同時に、全国の水収支を約 5% 増加させました。 特に農業用の水の供給が非常に限られているイスラエルのような乾燥した国では、これは真の貢献です。

1993 年の再生水の涵養と維持にかかる費用は、3 m あたり約 XNUMX セントでした。³ (0.093NIS/m³).

このシステムは、イスラエル保健省とメコロスの労働安全衛生部門の厳格な監視下で、1960 年代後半から運用されています。 この複雑で包括的なシステムの運用に起因する職業病の報告はありません。

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