טיפול בבוצה בעזרת צמחי מים

מדינת ישראל, כמו כל המדינות המפותחות, מייצרת כמויות עצומות של בוצה (111,000 טון חומר יבש בשנה).כמחצית מכמות זו נזרקת למי הים התיכון ומזהמת אותו. ברור לכל, כי סוג זה של פתרון אינו יכול להימשך זמן רב, ויש למצוא פתרון חלופי מיידי.
הטמנת הבוצה בקרקע גורמת לזיהום הקרקע ומי התהום. המחשבה להפוך את הבוצה לקומפוסט לשימוש חקלאי נכונה, אך ללא טיפול והוצאת החומרים המזהמים (מתכות, פנולים, בורון , כלורידים וכדומה) תפגע התפוקה החקלאית, וגרוע מזה, תהיה פגיעה ארוכת טווח בקרקעות החקלאיות ובמי התהום.
בבוצה גולמית הנוצרת מתהליכי טיפול בשפכים בשיטת הבוצה המשופעלת, כ- 5% חומר יבש, והשאר מים. 66.7% ממים אלה הם מים חופשיים (Pore water). הוצאתם משאירה את הבוצה עם 15% חומר יבש. 25% הם מים נימיים (Capillary water). הוצאתם משאירה בוצה עם 50% חומר יבש. 8.3% הנותרים הם מים ספוחים (Adsorption water).
שיטות הסמכה וייבוש קונוונציונליות מוציאות בד"כ את הסוג הראשון בלבד. כדי להשיג זאת נעשה שימוש רב באנרגיה ובחומרים פולימרים ואחרים הפוגעים באיכות הבוצה ובשימושים העתידיים בה. בנוסף, שיטות אלה אינן מוציאות את החומרים המסוכנים בבוצה (מתכות, מלחים שומן ועוד), אלא רק מגדילות את ריכוזם.
אחת הבעיות המרכזיות של רוב התהליכים היא הירידה ברמת ה- CST (Capillary suction time) המדד שקבעו Huisman& Van Kesteren ליכולת הייבוש של בוצה. כלומר : תהליכי ההסמכה המיועדים לייבש את הבוצה פוגעים ביכולת להשלים את התהליך. ערך ה- CST של בוצה לא מטופלת הוא 20-60 שניות, ואילו בוצות מוסמכות עומדות על 100 - 1,000 שניות, בהתאמה לסוג הטיפול שעברו. כמות הפולימרים /עמילן /שומן, המוספים בשיטות השונות, וכן טמפרטורת הטיפול, הם האחראים לשונות הגדולה בין סוגי הבוצות.
טיפול בבוצה בשיטת ה- PHYTOREMEDIATION, יוצר בוצה יבשה עם כ-60-70% חומר יבש, והוצאה יעילה ביותר של החומרים המזיקים. הקומפוסט הנוצר בתהליך זה מאושר להשמה חקלאית גם במדינות בעלות תקנים מחמירים. דוגמא לאיכות הקומפוסט  בהשוואה לתקנים בצפון אירופה ניתן לראות בטבלה הבאה:
 
    
     יחידה
   ערך נמדד    
    תקן     
עופרת
Mg/kg P
1,300
10,000
עופרת
Mg/kg dm
   --
120
קדמיום
Mg/kg P
15
100
קדמיום
Mg/kg dm
  --
0.8
כספית
Mg/kg P
26
200
כספית
Mg/kg dm
  --
0.8
ניקל
Mg/kg P
400
2,500
ניקל
Mg/kg dm
  --
30
  כרומיום    
Mg/kg dm     
3
100
נחושת
Mg/kg dm
260
10,000
זינק
Mg/kg dm
410
4,000
PAH
Mg/kg dm
2.9
3
DEHP
Mg/kg dm
3.4
50
NPE
Mg/kg dm
3.1
10
LAS
Mg/kg md
50>
1,300
 
כפי שהוזכר, הטיפול היעיל ביותר הוא ישירות בבוצה הגולמית, אך במציאות הקיימת בעולם המערבי, מפעלים שונים מספקים בוצות באיכויות ורמות הסמכה משתנות, והמערכות הצמחיות מתמודדות בהצלחה עם כולן.
באירופה שיטת הטיפול בבוצה על ידי מערכות צמחיות רווחת מאד וצוברת תאוצה. מדינות סקנדינביה מובילות בתחום זה למרות שעונת הגידול הקצרה וכמות המשקעים משפיעות על ביצועי המערכת. בישראל, מערכות דומות (עם השינויים הנדרשים כדי להתאימן לתנאים ישראלים), תוכלנה לתת ביצועים טובים בהרבה!
למרות מגבלות האקלים, בדנמרק למשל, מייצרים 155,000 חומר יבש בשנה. בשנת 2003, 30,000 טון מתוכם טופלו על ידי מערכות צמחיות, עם תכנון להכפיל מספר זה עד תום 2005. בשבדיה המצב דומה. החומר המטופל עובר בדיקות מחמירות ומיושם בחקלאות. מדיניות הטיפול בשפכים במדינות צפון אירופה אינה ריכוזית כמו בישראל, ולכן רוב המפעלים אינם מייצרים יותר מ- 2,000 טון חומר יבש בשנה. בד"כ המערכת ממוקמת בסמוך למפעל הבוצה המשופעלת, ומחזירה למפעל את מי הנקז. לעיתים מובאת לאתר גם בוצה ממפעלים סמוכים, וניתן לראות שבאותה מערכת מתקבלות בוצות באיכויות שונות.
 
השיטה:
מתקן כזה לטיפול בבוצה מורכב ממספר בריכות אטומות עם מצעים , צמחי מים ומערכת ניקוז. מערכת שאיבה מפזרת את הבוצה באופן אחיד על שטח הבריכה (המשאבות, ומערכת הבקרה הם השקעת האנרגיה היחידה במערכת). תהליכי אוופוטרנספירציה, חימצון (לצמחי מים יכולת העברת חמצן לבית השורשים), דגרדציה, מינרליזציה, ספיחה ונידוף, מייצבים את הבוצה, מייבשים אותה, ומוציאים מתוכה חומרים רעילים. המים המנוקזים חוזרים למפעל האם, או מטופלים במערכת צמחית נוספת (מב"ט) עד לרמה הנדרשת לצרכנים.
הבריכות מתוכננות לתקופת עבודה של 30 שנה, המחולקת ל- 3 תקופות של 8-12 שנים. כל תקופה כוללת התבססות, פעילות, ופינוי הקומפוסט המצטבר, וחוזר חלילה.
בצפון אירופה מקובל לחשב את השטח הנדרש לפי 60 טון חומר יבש לדונם לשנה. בארץ ניתן להגיע לערכים טובים יותר. במחקרים שערכה "עפרה צמחי מים" על צמחים שונים, נמדדה רמת האוופוטרנספירציה, וכן יכולת הספיחה של מלחים ומזהמים שונים על ידי כל צמח. בחווה בצפורי טופחו הצמחים המצטיינים, וניתן "לתפור" לכל בוצה והבעיות המיוחדות לה את הרכב הצמחיה הנכון.
השפדן לבדו מייצר בשנה 58,000 טון. באמדן ראשוני, ניתן לטפל בכל הכמות בשטח של כ- 700-800 דונם, בסמוך למפעל.
למכון טיהור חיפה שטחים מתאימים, ובהם אפילו בריכות קיימות בהן טופלה הבוצה בעבר, ואותן ניתן להשמיש לצורך טיפול צמחי.  למט"שים רבים אחרים יש פוטנציאל לטיפול מקומי.
אפשרות חלופית היא העברת כל הבוצה למקום ייעודי לשם טיפול מרוכז.
לשיטתנו, אין ליצור איזור מרוכז אחד, אלא נקודות לא רציפות באיזור הנגב. לא על מנת להפוך חבל ארץ זה לפח הזבל הלאומי, אלא על מנת להשתמש בבוצה, ובמים שהיא מכילה כמשאב לפיתוח הנגב.
שטחים גדולים כאלה, המתוכננים בתשומת לב ותוך התחשבות בחי והצומח המדברי, ישנו את המיקרו-אקלים בסביבת המערכת באופן מהותי, ויצרו נווה מדבר: מקום מושך לב לבעלי חיים ולבני אדם כאחד. בתוך מספר שנים, ניתן ליצור שטחים מיוערים שלצדם יבנו יישובים שייהנו מהצל ומהשינוי האקלימי. 
הקומפוסט שייוצר ישמש, לפחות בחלקו, להעשרת הקרקע לאותן חורשות, ובחלקו יוצע למכירה כקומפוסט איכותי ביותר.
כמות המים הגדולה, שתטופל במערכות צמחיות לאיכות לכל גידול, תשמש להגדלת השטחים החקלאים והתעשייתיים באיזור.