زندگی آنلاین؛ مجله اینترنتی سبک زندگی

بي‌خطر‌سازي مكانيكي- زيستي
(Mechanical Biological Treatment)
فناوري بي‌خطر‌سازي مكانيكي- زيستي به گروهي از سيستم‌هاي بي‌‌خطر‌سازي پسماندها اطلاق مي‌گردد كه قادر به بازيابي مواد از پسماندها و تثبيت اجزاي زيستي آنها هستند. اين سيستم‌ها متشكل از يك سیستم دسته‌بندي (sorting) مكانيكي همراه با تاسيسات بي‌خطر‌سازي زيستي مجاور آن مي‌باشند كه بر اساس درجه دسته‌بندي مکانیکی و نوع فرایند زيستي به كار رفته متفاوت خواهند بود. نتيجتاً، مواد دسته بندي شده حاصل از پسماند و محصولات نهايي فرايند، بسته به فرايند تفكيك به كار رفته و نوع فرايند زيستي مي‌توانند متفاوت باشند. فرايند بي‌خطر‌سازي مكانيكي- زيستي ابتدا يك فرايند بازيابي مواد قابل بازيافت از پسماند جامد شهري و پس از آن بي‌خطر سازي اجزاي قابل تجزيه زيستي  پسماند است. در مرحله مكانيكي، مواد قابل‌بازيافت در جريان پسماند مخلوط (مانند فلزات، پلاستيك، شيشه، كاغذ و ...) پردازش شده و بازيابي مي‌گردند. در اين مرحله تجهيزاتي مانند نوار نقاله، مگنت، جداكننده‌هاي جريان ادي، سرند استوانه‌اي دوار، پرس و خردكن مورد استفاده قرار مي‌گيرند. فاز مكانيكي اين فناوري شباهت‌هاي فراواني به تاسيسات بازيابي مواد دارد.
اين فرایندهای زيستي می‌توانند هوازی (در حضور اکسیژن مانند کمپوست‌سازي) و یا بی‌هوازی (در غیاب اکسیژن مانند هضم بي‌هوازي) باشند. اين فرایندها، محصولات نهايي متفاوتی تولید مي‌كنند كه شامل مواد قابل تجزيه زيستي تثبيت‌شده، كمپوست، سوخت بازيابي‌شده جامد یا سوخت حاصل از دورريز و مواد قابل بازیافت می‌باشند. اصل اساسی در فرایند بی‌خطر‌سازی مكانيكي- زيستي این است که هر دو جزء فرايند مكانيكي و زیستی در آن گنجانده شود.
بي‌خطرسازي مكانيكي- زيستي معمولاً سه مرحله دارد:
1- مرحله ميكروبي؛ شامل تثبیت پسماند و کاهش حجم
2- مرحله جداسازي؛ شامل جداسازي مکانیکي مواد قابل بازيافت
3- مرحله استفاده از منبع؛ مانند استفاده به عنوان پوشش محل دفن و استفاده از سوخت حاصل از دورريز
در تاسيسات بي‌خطر‌سازي مكانيكي- زيستي (MBT) عموماً، فاز دسته‌بندي مكانيكي در ابتداي فرايند بي‌خطر‌سازي مكانيكي- زيستي قرار دارد؛ این در حالی است که در بعضي سيستم‌ها اين فاز در انتهاي فرايند قرار مي‌گيرد.

مزايا:
- اين فناوري در بسیاری از تاسیسات و کارخانه‌های مرتبط با مدیریت پسماند جامد شهری در اروپا مورد تائيد بوده و اجرا مي‌گردد.
- اين تاسيسات با ظرفیت‌های مورد نیاز (Modular Design) طراحی شده و داراي قابليت توسعه می‌باشند.
- اين فرايند می‌تواند منجر به تولید مواد تثبیت شده به شكل کود کمپوست (مواد اصلاح‌کننده خاک) يا سوخت بازيابي شده جامد (SRF) و يا سوخت حاصل از دورريز (RDF) دارای ارزش حرارتی بالا در پسماند گردد.
- انعطاف‌پذیری بالقوه خوبي در تولید محصول نهایی برای اجتناب از توليد يك محصول‌ وجود دارد (به عنوان مثال تغییر تولید از سوخت جامد به اصلاح‌کننده خاک).
- استقرار سیستم‌هایي با قابليت تغيير ظرفيت مطابق با نیاز، به منظور تولید کمپوست از پسماندهای آلی خانگي تفکیک‌شده، بسيار مناسب و قابل استفاده مي‌باشد.
- اين فناوري قادر به بازیابی مواد قابل بازيافت پسماند جامد (مانند فلزات و نخاله‌های ساختمانی) بوده و بالاترین سطح بازیافت را ارائه مي‌كند.
- اين فناوري مي‌تواند به واسطه تفكيك مكانيكي و نيز انتشار بخشی از پسماند به صورت آب و دی اکسید کربن به محیط اطراف، منجر به کاهش حجم فيزيكي و زيستي پسماندها گردد.
- طراحي و چيدمان تجهيزات و تاسيسات در اين فناوري می‌تواند به گونه ای باشد که حداکثر بازدهی و بهره‌وری آب، دفع پساب و کنترل بو و گرد و غبار حاصل گردد.
- نظارت پیوسته و کنترل فرایند می‌تواند از راه دور و یا تماماً از طریق رایانه صورت گيرد.

معايب:
- خرید و فروش سوخت بازيابي‌شده جامد (SRF)، سوخت حاصل از دورريز (RDF) و یا کمپوست حاصل از فرایند بی‌خطر‌سازی مكانيكي- زیستی محدوديت‌هايي دارد و منجر به دفن شدن سوخت بازيابي شده جامد و یا کود کمپوست حاصله به جای مصرف آنها مي‌شود.
- کمپوست حاصل از فرایند بی‌خطر‌سازی پسماندهاي شهري در صورت عدم رعايت موازين بهداشتي، دستيابي به استانداردها و اخذ مجوزهاي زيست محيطي نميتواند در زمین‌های کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.
- ارائه گزینه‌هاي متعدد توسط سازندگان تجهیزات و تاسيسات مختلف، تفاوت قابل ملاحظه در هزینه‌های اجرایی و سرمایه‌ای بين آنها وجود دارد كه موجب سردرگمي در خريداري اين فناوري مي‌گردد.
- مساحت مورد نياز براي اين فناوري بسته به نوع گزينه انتخاب شده قابل توجه مي‌باشد.
- همواره یک خطر واقعی در خصوص خروجی سیستم (محصول نهايي) وجود دارد و آن اينكه ممکن است عمليات تثبیت به طور كامل بر روي محصولات فرایند اعمال نشده باشد.

هضم بی‌هوازی (Anaerobic Digestion)
هضم بی‌هوازی که معمولاً تحت عنوان متان‌زایی بيان می‌شود، فرایندی است که در آن بخش قابل تجزیه زیستی پسماند در غیاب اکسیژن تجزیه شده و بیوگاز و لجن تثبیت شده یا کمپوست تولید می‌گردد. این گاز می‌تواند به عنوان سوخت، جهت تولید برق در ژنراتورها مورد استفاده قرار گیرد. از مزایای این روش می‌توان به صرفه‌جويى در حرارت و انرژی اشاره كرد. ضمناً فرایندی با مصرف بالای انرژی است. اين فرايند مي‌تواند به عنوان بخشي از سيستم مديريت جامع پسماندها، انتشار گازهاي محل دفن (شامل متان و دي اكسيد كربن) به جو را كاهش داده و به طور گسترده در توليد انرژي‌هاي تجديدپذير بسيار موثر ‌باشد.
هضم بی‌هوازی عموماً به نوعی پردازش مكانيكي (مانند دسته‌بندي و خرد كردن) قبل از بي‌خطر‌سازي نیاز دارد، كه در نتيجه آن افزايش هزینه‌های سرمایه‌اي و اجرايي افزايش مي‌يابد. تا به امروز محصول اين تاسيسات شامل سوخت بازيابي‌شده جامد، متشكل از کاغذ و پلاستيك هضم نشده بوده که معمولاً برای بازیابی بيشتر انرژی به ساير تاسيسات مربوطه ارسال خواهد شد. بنابراین هضم بی‌هوازی در تركيب با بي‌خطر‌سازي اوليه مكانيكي نوعي بي‌خطر‌سازي مكانيكي- زيستي خواهد بود. محصول نهايي فرايند هضم بي‌هوازي پس از طي مراحل فوق، جهت بلوغ كامل نیاز به فرايند کمپوست دارد. هضم بی‌هوازی از گذشته با موفقیت برای تصفيه لجن فاضلاب مورد استفاده قرار گرفته و همچنین می‌تواند در تركيب با لجن فاضلاب جهت بي‌خطر‌سازي پسماندهاي شهري مورد استفاده قرار گیرد.

مزايا
- سازندگان تجهيزات و تاسيسات اين فناوري بسيار متعددند و اين موضوع قدرت تصميم‌گيري براي خريد را افزايش مي‌دهد.
- اين روش برای بازيافت پسماندهاي آلی خانگي (پسماند‌هاي غذايي) بسيار مناسب است و اين پسماندها را به طور بالقوه به عنوان کود کشاورزی قابل استفاده مي‌كند.
- اين فناوري داراي قابليت تولید خروجی‌های مختلف مي‌باشد؛ به عنوان مثال در پايان اين فرايند مي‌توان به سوخت جامد، بيوگاز يا كود کمپوست دست يافت.
- برق توليدشده به واسطه بيوگاز حاصل از فرايند هضم بي‌هوازي به عنوان يك منبع مالی قابل توجه مطرح بوده و قابل عرضه در شبكه توزيع برق مي‌باشد.
- اين فناوري يكي از گزينه‌هاي استحصال انرژي از منابع تجديدپذير است كه در صورت مديريت صحيح و اصولي به صورت مستمر ادامه خواهد داشت.
- اين فناوري يكي از بهترين گزينه‌ها در تثبیت لجن فاضلاب مي‌باشد.

معايب:
- در صورت ورود پسماند جامد شهري به سيستم، عموماً جهت توليد محصول نهايي، وابسته به تاسيسات و تجهيزات بي‌خطرسازي اوليه مكانيكي است.
- اين فناوري به دليل ماهيت متفاوت پسماندهای مخلوط شهري در مناطق مختلف کمتر توسعه یافته است.
- افزايش يا كاهش كارايي سیستم‌هاي هضم بي‌هوازي پسماندهای مخلوط كاملاً متاثر از جمع‌آوري تفكيك‌شده از مبدا پسماندهاي آلي مي‌باشد.
- اين روش نسبت به ساير فناوري‌ها داراي اثرات‌ ديداري (visual effect) زيادي است (مثلاً به دليل داشتن تانك‌هاي هضم بسيار قطور و بلند).
- اين سیستم مصرف آب بسيار بالايي دارد.
انرژی حاصل از پسماند
توليد انرژي در مديريت پسماندها، فرايند توليد انرژي برق يا حرارت از پسماند از طريق احتراق آن مي‌باشد. انرژی حاصل از پسماند (EFW) هرچند براي طيف گسترده‌اي از فناوري‌ها استفاده مي‌گردد، پردازش پسماندهاي جامد شهري به وسيله احتراق معمولي، بدون (يا با كمترين) پيش پردازش جريان پسماند جهت توليد برق يا حرارت مي‌باشد.
سه نوع اصلی محفظه جهت سوزاندن پسماند وجود دارد:
1- شبكه آتشين (Fire grate)
2- کوره‌ (kiln)
3- بستر سيال (Fluidized Bed)
عملكرد شبكه‌ها و کوره‌ها عموماً مشابه يكديگر است؛ به اين صورت كه پسماند از بالاي شبكه يا كوره وارد شده و جهت سوختن به سمت پايين حركت مي‌كند. به خاطر طبیعت متغیر جریان پسماند، زباله‌سوزهاي همراه با بازيابي انرژي، گرايش به فناوري شبكه‌هاي آتشين متحرك دارند كه در آنها پسماند جامد شهري با كارايي بالاتري پردازش مي‌گردد. تاسيسات توليد انرژي، پسماند را سوزانده و سپس به وسيله توربين بخار، انرژي توليد مي‌گردد. تقريباً 25 تا 35 درصد از پسماند ورودي به عنوان خاكستر كف حاصل از احتراق باقي مي‌ماند كه شامل فلزات آهني بوده و قابل بازيافت مي‌باشد. خاکستر كف معمولاً به منظور ساخت جاده‌ها يا محصولات ساختماني مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
گازهای خروجی این تاسيسات با افزودن موادي مانند آهک و کربن فعال کنترل می‌شوند. اين مواد (باقیمانده‌هاي حاصل از فرايند كنترل آلودگی هوا) جمع‌آوری شده و با توجه به محتوی آهک در آنها مي‌توانند به عنوان پسماندهای خطرناک معرفي شوند. اين مواد تقريباً بين 3 تا 5/3 درصد از كل مواد ورودي به تاسيسات توليد انرژي از پسماند را شامل مي‌شوند كه ممكن است در يك محل دفن پسماند خطرناك دفن شوند يا بي‌خطر‌سازي شده و سپس در محل دفن پسماندهاي غيرخطرناك دفن گردند.

مزايا
- اين روش به عنوان يك روش بي‌خطرسازي در كل اروپا مورد تائيد است.
- برای طیف وسیعی از پسماندها، از جمله پسماندهاي جامد شهری مناسب مي‌باشد.
- اين روش قابليت بازیابی انرژی به صورت توليد برق و حرارت و استفاده از آن در سيستم‌هاي گرمايشي را دارد.
- توسعه فناوري تبديل پسماند به انرژي، احتراق معمولي را در يك مقياس كوچك‌تر مقرون به صرفه كرده است.
- خاكستر كف مي‌تواند بازيافت شده و جهت استفاده‌هاي آتي مورد بهره‌برداري قرار گيرد.
- به نظر می‌رسد در تدوين استراتژی‌هاي ملي پسماند كشورها با توجه به تغيير در تركيب پسماندهاي توليدشده، احداث و يا افزايش ظرفيت تاسيسات توليد انرژي از پسماند در دستور كار قرار گيرد.
معايب:
- درک عمومی نسبتاً پاييني از اين فناوري وجود دارد كه اين امر ممكن است موجب اختلال در برنامه‌ريزي‌هاي لازم گردد.
- در اين روش نگرانی عمومی از انتشار گازهاي خروجي به هوا وجود دارد.
- بخشي از خاكستر توليدشده (به عنوان مثال باقيمانده‌هاي حاصل از كنترل آلودگي هوا) خطرناك بوده و مستلزم بي‌خطرسازي يا دفن مي‌باشد.
- اين روش به علت وجود دودكش‌هاي بلند، داراي اثرات ديداري مي‌باشد (اگرچه به وسيله طراحی دقيق و مهندسي تاسيسات مي‌توان آن را كاهش داد).
بي‌خطرسازي حرارتي پيشرفته
بي‌خطرسازي حرارتي پيشرفته كه شامل فناوري گازي كردن و تجزيه حرارتي بي‌هوازي مي‌باشد، منجر به بي‌خطر‌سازي مواد آلي موجود در پسماند جامد شهري (شامل كاغذ، پلاستيك، فضاي سبز، پسماند غذايي و غيره) مي‌گردد. فناوري‌هاي بي‌خطر‌سازي حرارتي پيشرفته جهت حذف اجسام بزرگ، مواد غير قابل احتراق و رطوبت اضافي نيازمند پردازش اوليه بوده و سپس به منظور تسهيل‌ فرايند بي‌خطر‌سازي مواد بايد خرد شوند.
الف. تجزيه حرارتي بي‌هوازي
فرايند تجزيه حرارتي بي‌هوازي شامل حرارت دادن پسماند بدون اکسیژن در دمای 300 تا 800 درجه سانتي‌گراد است كه اين حرارت باید توسط يك منبع خارجی گرما ايجاد شود. در نتيجه اين فرایند، باقيمانده‌هايي از مواد و كربن غيرقابل احتراق (زغال) و تركيبي از گازها شامل منواكسيد‌كربن (co)، هيدروژن (H)، متان (CH4) و تركيبات آلي فرار (VocS) توليد مي‌گردد. زغال تولیدشده باید با رعايت ملاحظات زيست محيطي دفع شود.
ب. گازي كردن
فرايند گازي كردن شامل حرارت دادن پسماند با اكسيژن و در درجه حرارت بالاي 750 درجه سانتي‌گراد است. در اين فرايند حجم عمده‌اي از مواد حاوي كربن پسماند به تركيبات گازي شامل مونو اكسيد كربن، هیدروژن و متان تبديل مي‌شود. باقيمانده جامد حاصل از اين فرايند (خاكستر يا زغال) دفن شده و يا جهت استفاده‌هاي آتي به بازار عرضه مي‌شود.
تولید سوخت از پسماند
برخی توليدكنندگان فناوري‌هاي بي‌خطرسازي حرارتي پيشرفته اين موضوع را كه گازهاي حاصل از پسماند مي‌توانند به عنوان سوخت استفاده شوند، مطرح مي‌كنند. اين مفهوم در صنعت پتروشيمي كه ماده اوليه در فرايند بي‌خطر‌سازي حرارتي پيشرفته (نفت خام) يك ماده متجانسي است، بسيار قابل فهم مي‌باشد، اما به موجب ماهيت متفاوت پسماند مخلوط و در نتيجه انتشار متفاوت گازهاي توليدشده از پسماند، فرايند تجزيه حرارتي بي‌هوازي و گازي شدن منجر به ايجاد موادي با ارزش‌حرارتي متفاوت مي‌گردد.

مزايا:
- در اين روش از پسماندهاي با ارزش حرارتي بالا مانند سوخت جامد بازيابي شده (SRF) استفاده مي‌گردد.
- اين تاسيسات مي‌توانند براي ظرفيت‌هاي پايين نيز ساخته شوند.
- نسبت به احتراق معمولي داراي اثرات ديداري كمتري هستند.
- پتانسیل لازم براي بازیابی انرژی از طریق حرارت و برق توليد شده وجود دارد.

معايب:
- اين روش تقريباً در اكثر نقاط دنيا جهت بي‌خطر‌سازي پسماندهاي جامد شهري غيرقابل استفاده مي‌باشد؛ با اين حال نتيجه آزمايش‌ها در مورد پسماندهاي پزشكي موفقيت‌آميز بوده است.
- باقيمانده‌هاي حاصل از فرايند كنترل آلودگي هوا خطرناك بوده و نيازمند بي‌خطر‌سازي يا دفع مي‌باشد.
- اين روش همانند فناوري‌‌هاي احتراق داراي خطرات بالقوه در فاز راهبري است.