שימוש בננו-בועות אוזון לשיקום מי תהום מזיהומים אורגנים
חברת ננו+ המפתחת מערכות ננו בועות לטיפול במים וחברת LDD שעוסקת בשיקום מי תהום, מביאות את השימוש בננובועות ככלי חדשני ויעיל לטיפול במי תהום ושיקומם מזיהומים אורגניים. איך השיטה עובדת? ולמה היא יכולה להביא שינוי משמעותי לעולם?
זיהום מי תהום הוא בעיה סביבתית מהותית בעולם כולו. אם ניקח לדוגמה את ישראל הקטנה – אז רק אצלנו בישראל נמצא כי קיימים מאות מליוני מטרים מעוקבים של מי תהום מזוהמים (ע״פ דוחות רשות המים) במגוון של מזהמים אורגנים ואי-אורגנים ממגוון מקורות תעשייתיים, אזרחיים ובטחוניים, וכן ממתקני אנרגיה ופעילויות בטחונית.
חברת LDD עוסקת בשיקום מי תהום מזה למעלה משני עשורים ועושה זאת באמצעות טכנולוגיות שונות בהתאם להתאמתן לאתר הספציפי בו קיימת הבעיה. למשל – LDD זכתה במכרז של עיריית ת"א לשיקום מי התהום באתר מגן בתל אביב,. תוך פרק זמן של פחות משנה מאז תחילת השיקום כבר אפשר היה לראות שיפור מהותי באיכות מי התהום (ראו תרשים מספר 1).
חמצון כימי IN SITU (ישירות במי התהום) היא אחת הדרכים המקובלות לטיפול במי תהום מזוהמים בחומרים אורגניים. מחמצנים כפרסולפאט, פרמנגנט ופנטון משמשים בהיקפים גדולים בעולם לטיפול במי תהום מזוהמים, אולם לכל אחד מהמחמצנים הללו יש את המגבלות שלו.
לריאקציות החמצון יתרון במהירות הפעולה שלהם, אך גם יש להם חסרונות שצריך לקחת בחשבון: ריאקצית פנטון למשל תלויה ב- pH של המים, ומשחררת כמות גדולה של גז חמצן באופן מהיר שעלול לגרום לסתימה של מעברי מים בנקבובי הקרקע. פרסולפאט הוא חומר יציב יחסית ומחייב אקטיבציה מיוחדת, שלאחריה הוא משחרר כמות גדולה של סולפאט למי התהום ונגרם בכך זיהום משני. לפרמנגנט שיעיל מאד לטיפול בסולבנטים אורגנים מוכלרים, יש בעיה שפונטציאל החמצון שלושלנו נמוך וטווח החומרים שהוא פועל עליהם מוגבל (למשל אינו מסוגל לחמצן מזהמים כמו דלקים שהקשר פחמן מימן מחייב פוטנציאל חמצון גבוה יותר). אוזון משמש לטיפול
אוזון משמש לטיפול במים בהיקפים גדולים בגלל היותו מחמצן חזק,. אולם יעילותו בטיפול במי תהום מוגבלת בגלל מסיסותו הנמוכה יחסית (חלקי מיליון בודדים), והפירוק המהיר בפאזה המימית. נסיונות להשתמש בחומרים כימיים להארכת משך הפעילות של אוזון במים לא הניבו תוצאות משביעות רצון.
פרויקט נוסף בו לקחה חברת LDD חלק הוא שיקוםשיקמה אתר מזוהם במרכיב הדלקים MTBE באמצעות שילוב של אוזון ומי חמצן (ראו תרשים מספר 3).
כל עולם טיהור המים הוא המנוע של חברת ננו פלוס הישראלית, החברה מיישמת אוזון בננו בועות בעזרת המערכות אותם פיתחה המשמשות לטיפול במים באפליקציות מגוונות., השיקום של מי התהום הוא יישום מרכזי בפעילות המשותפת של שתי החברות. שיתוף הפעולה בין החברות מביא למיקסום היתרונות של השימוש באוזון לשיקום מי תהום וליצירת שינוי כלל עולמי בתחום טיהור המים.
אוזון משמש למשל לטיפול בשאריות תרופות במתקנים לטיפול במי שתייה, או בטיפול במי שטח שמכילים טוקסינים של אצות. בגלל כושר החמצון החזק לאוזון גם תפקיד מהותי בטיפול בשפכים. שיטות להגדלת היציבות של אוזון בתת הקרקע קיבלו בשנים האחרונות תשומת לב רבה. ננונבועות אוזון שגודלן בין עשרות למאות בודדות של ננומטרים, וכמותן במים מגיע למאות מליוני בועות בסמ"ק, מאפשרות החלפת מסה מהירה עם המים בגלל שטח הפנים האדיר שלהןם, והבועות שורדות במים למשך זמן ארוך (מבלי לצאת מהמים או להתמזג לבועות גדולות) של שבועות וחודשים רבים. ננבועות אוזון הן קטנות במיוחד, והודות לקוטרן הקטן הן בעלות לחץ פנימי גבוה, והחלפת מאסה מהירה עם המים באופן שמגדיל באופן משמעותי את מסיסות הגז במים. הודות לקוטרן הקטן הבועות אינן עולות בגוף המים – ונעות בתווך המימי עם זרימת המים, מבלי להתקע אף בנקבובים בגודל מיקרוני הודות לקוטרן הקטן, ולמטען השלילי שלהן.
בניסוי שבוצע בשנת 2018 [1] בשילוב של ננובועות אוזון ומי חמצן (פראוזון), נמצא כי השילוב של ננובועות אוזון עם מי חמצן הפחית את ריכוז ה – TCE במים מ – 100 חל"מ לפחות מ – 1 חל"מ בפחות מעשר- 10 דקות, וקצב הפירוק של ה – TCE בננובועות אוזון עם מי חמצן היה יעיל פי 3 מננובועות אוזון בלבד. בניסוי שדה שבוצע על ידי אותם חוקרים התקבלו תוצאות דומות גם במרחק של 5 מטרים מבאר ההזרקה.
בעבודה שהוצגה על ידי חברת היעוץ RAMBOLL בכנס BATTELLE בארה"ב בשנת 2022 דווח על שימוש בננובעות אוזון בשילוב של המחמצן פרסולפאט. השימוש בננובועות אוזון ייתר את הצורך באקטיבטור של הפרסולפאט מאחר ואוזון משמש גם למטרה זו. התוצאות האנליטיות הראו כי השילוב של ננובועות אוזון ופרסולפאט גרם לעליה משמעותית בפוטנציאל החמצון של מי התהום וגרם לפחיתה משמעותית בריכוזי ה – TCE באתר. חברת RAMBOLL מציינת כי אותה שיטה נוסתה גם באתר מזוהם בשמן הידראולי והצליחה להביא לפחיתה של 95 אחוזים בריכוז השמן ההידראולי במי התהום.
חברת LDD יחד עם חברת NANO+ החלו לאחרונה במספר ניסויים בטיפול במי תהום באמצעות ננובועות של אוזון – והצליחו להרחיק בהצלחה ברזל ומנגן ממי תהום מזוהמים על ידי חמצונם בננובעות אוזון והרחקת התחמצות הלא מסיסות באמצעות סינון פשוט. בימים אלו מתחיל ניסוי בננובועות אוזון לטיפול בדלקים ספוחים לקרקע שנמצאת בתוך מי תהום של תחנת דלק שסבלה מהזיהום במשך שנים רבות.
ברור כי לאוזון שימושים רבים בטיפול במזהמים עקב כושר החמצון החזק שלו. NANO+ ו – LDD מביאות את השימוש בננובועות לשיקום מי תהום ככלי חדשני ויעיל לטיפול במי תהום.