مواد زائد جامد
موادی که به دلیل فرآیندهای انجام شده در تولید یا مصرف مواد و کالاها به صورت مستقیم غیرقابل استفاده می شوند را مواد زائد جامد گویند. که دو دسته اند:
مواد زائد جامد Solid Waste
موادی که به دلیل فرآیندهای انجام شده در تولید یا مصرف مواد و کالاها به صورت مستقیم غیرقابل استفاده می شوند را مواد زائد جامد گویند. که دو دسته اند:
زائداتی که از فرآوری مواد تولید میشود ← زائدات فرآوری (زباله صنعتی)
زائداتی که از مصرف نهایی تولید میشود← زائدات مصرف(زباله شهری)
زباله:
برگشت مواد از محل مصرف به عبارت دیگر یک ماده جامد که از فعالیتهای انسان به وجود می آید و نمیتوان آن را مصرف کرد.تمام زباله ها مواد زائد دائمی نیستند اما مصرف کننده ها هستند که با استفاده غلط آن را به زائد دایمی تبدیل می کنند.
مواد زائد جامد شهری:
بر اساس منابع تولید تقسیم می شوند:
خانگی ، تجاری ، صنایع سبک ، سیستم حمل و نقل ، خدمات درمانی بهداشتی
مدیریت مواد زائد جامد :
Solid Waste Management
کنترل منظم، سیستماتیک و هدفمند عناصر موظف در تولید، ذخیره در محل، جمع آوری حمل و نقل، پردازش و بازیافت و دفن از نقطه تولید تا محل دفن نهایی
۱ – عناصر موظف تولید:
در تولید زباله مواد فاقد ارزش کنار گذاشته
می شوند.کمترین مقررات و کنترل و نظارت را در این تولید داریم.
۲ – حمل،ذخیره سازی،جداسازی و فرآوری در مبدأ:
حمل از محل تولید به محل جمع آوری محلی.ذخیره سازی به ۲ صورت: یکی در مراکز اجتماعی مسکونی و دیگری ذخیره سازی در اماکن و معابر خاص محلی
با جداسازی به دو معنای خرد و کلان میتوان برخورد کرد: جداسازی و فرآوری خرد توسط خود تولید کننده و کلان یعنی جداسازی تولیدکننده های زباله بر اساس ماهیتشان
۳ – جمع آوری:
روش جع آوری و تناوب دفعات جمع آوری بستگی به عوامل زیر دارد:
شرایط جوی،ساختار زمینی، وضعیت مناطق مسکونی،نوع زائدات،میزان توجه به سلامت و وسایل مناسب جمع آوری که به فرهنگ مردم و خواسته مسئولین برمیگردد. مخازن جمع آوری می تواند کانتینرهای پلاستیکی یا فلزی، کیسه های نایلونی، کیسه های کاغذی، کانتینرهای چرخ دار بزرگ، کانتینرهای متناسب با شرایط محلی
۴ – سیستم حمل و نقل:
انتقال زباله از مراکز جمع آوری به مراکز پردازش و دفع. سیستم حمل و نقل بخصوص در شهرهای بزرگ جزء مهمترین عناصر است به دلیل هزینه بالا
۵ – پردازش و بازیافت:
در خارج از محدوده شهری.هنگام پردازش انواع و اقسام جداسازی انجام میشود:جداسازی بر حسب نوع،اندازه و کاهش حجم برای مراحل بعدی
۶ – دفن بهداشتی:
عبارتست از عمل ریختن مواد زائد جامد در ترانشه یا محلی که در اثر عوامل طبیعی یا مصنوعی ایجاد میشود.
انتخاب محل دفن بهداشتی زباله:
مسائل مهمی در این انتخاب مطرح است:
عدم مقبولیت مردم ، ساختار زمین شناسی یا نوع خاک ، سطح بالای آب زیرزمینی ، زباله خاص مثل نخاله های ساختمانی یا خاکستری که از زباله سوزها منتقل میشود باید در محل دیگری دفن شوند.
مدیریت تلفیقی مواد زائد جامد:
Integrated Solid Waste Management
انتخاب و کاربرد روش های مناسب فن آوری و برنامه های مدیریتی با لحاظ کردن محدودیت های زیست محیطی، نظام های سیاسی اقتصادی و قانونی و در نهایت عملکرد موثر اقتصادی در جهت اهداف مدیریت مواد زائد جامد را مدیریت تلفیقی مواد زائد جامد گویند.
از جمله مراکزی که ISWM به آن پرداخته EPA است که در سیستم تلفیقی سه نقش محوری دارد: کاهش در مبدأ بازیافت، تغییر فرم و دفن مواد زائد جامد.
در سیتم ژاپنی کاهش زباله در مبدأ موثرترین و مطلوبترین وضعیت و بازیافت و استفاده مجدد از مواد زائد جامد میانه روترین روش است.
سیستم تلفیقی ISWM در حالت کلی تلفیقی از روش EPA و ژاپنی است:
کاهش در مبدأ تولید، لندفیل(دفن بهداشتی)، احتراق(سوزاندن).
تفکیک و جداسازی:
طبقه بندی مواد: محصولات کاغذی،شیشه ،فلزات، زائدات مواد غذایی و…
جداسازی : دستی – مکانیکی
در جداسازی دستی در مبدأ تولید زباله و جداسازی مکانیکی به وسیله ادوات صنعتی خاص تفکیک انجام میشود.
بازیافت دو مفهوم دارد:
استفاده مجدد از مواد Reuse : شامل بازگشت وسیله یا ماده برای همان استفاده بدون هیچ تغییری در هویت که دارای دو قسمت عمده است:
اولیه: بازگشت یا استفاده ماده یا محصول بدون تغییر هویتی
ثانویه: استفاده از ماده به شکل دیگر اما به شرط حفظ هویت
بازیافت Recycle : دارای دو دسته است
اولیه Primary : به جریان انداختن یک ماده دست دوم در خط تولید به شکلی که بتوان محصول مشتبه تولید کرد.
ثانویه Secondray : استفاده از یک ماده دست دوم در خط تولید برای استفاده ای غیر از استفاده اولیه
برنامه های بازیافت و استفاده مجدد به دو دسته عمده تقسیم میشوند:
بازیافت از مناطق مسکونی- بازیافت از مناطق تجاری صنعتی
براساس برنامه های سازمان بازیافت دو هدف عمده مشخص شده:
کاهش زباله فرستاده شده به لندفیل- به حداقل رساندن مواد زائد خطرناک با اتخاذ تصمیم ها و مقررات
بازیافت از مناطق مسکونی:
این برنامه بر سیستن استفاده از کیسه آبی Blue-bag استوار است که مواد جامد را به دو دسته کلی تقسیم کرده:
آلومینیوم، شیشه، پلاستیک (مواد غذایی)، ظروف نوشیدنی
کاغذ، روزنامه، مجلات و مقوا
بازیافت در مناطق تجارتی- صنعتی:
معمولاحجم زباله تولیدی زیاد و یک نوع یا جنس در آن غالب است. نیاز چندانی به تفکیک در مبدأندارد و به مرحله پردازش می رود.
بازیافت مواد: بازیافت مواد از مبدأ تولید با توجه به صنایع ، تشویق و توجه بازدیدکنندگان و مصرف کنندگان، ممنوعیت صریح بازیافت غیربهداشتی ،تولید انرژی از سوخت مواد ، تولید گاز از اماکن دفع
مشارکت عمومی:
مشارکت عمومی عبارتست از شرکت موثر همه افراد در امور اجتماعی از طریق اتحاد و هماهنگی کلیه امکانات بالقوه گروهی به منظور استفاده از آنها در فرآیند تصمیم گیری،برنامه ریزی،اجرا،بهره برداری و ارزشیابی که شامل ۴ مرحله است:
۱ – مشارکت در تصمیم گیری و برنامه ریزی
۲ – مشارکت در اجرای برنامه
۳ – مشارکت در بهره برداری از منابع
۴ – مشارکت در همه اجزا
چرا هنوزبازیافت در بین مردم به عنوان یک تفکر پذیرفته نشده است؟
۱ – برنامه های دفن زباله موافق بهداشت عمومی است اما بعضی برنامه های بازیافت بهداشت را تضمین نمی کند.
۲ – روشهای دفن از لحاظ هزینه و سرمایه گذاری در کوتاه مدت بازده بیشتری دارد.
۳ – دفع یا دفن به دلیل سابقه یا قدمت بیشتر در دسترس تر یا به عبارتی سازمان یافته تر است.
۴ – پذیرش فرهنگی – جنبه های مختلف بازیافت هنوز شناخته شده نیست.
تامین نیازهای مالی و سرمایه ای:
۱ – یارانه های دولتی
۲- خودکفایی سیستم بازیافت
سیستم دوم از لحاظ پایداری بهتر و از لحاظ مالی مهم ترین رکن، خودکفایی است.
صنعت بازیافت ماده اولیه و خام خود را از صنعت تولید می گیرد. پس این دو بهم مرتبط هستند و برای پیشرفت در بازیافت باید به تولید هم توجه کرد. بر این اساس یک مفهوم در انجمن آمریکایی صنایع بازیافت ضایعات به وجود آمد به نام “طراحی با هدف بازیافت” این طرح به تولیدکنندگان یک سری الزامات دیکته کرده:
۱ – قابل بازیافت بودن کالاهای مصرفی
۲ – کاهش خطرات زیست محیطی کالاهای مصرفی
۳ – نظارت بر مشکلات زیست محیطی خاص
۴ – کمک به تولیدکنندگان کالاهای مصرفی با دوام
مواد زائد و بهداشت:
با شناخت و بررسی دقیق زباله مخاطرات بهداشتی مشخص می شود. یکی از نکات مهم بهداشت حرفه ای است
آلودگی محیط زیست:
تصفیه و بازیافت یک سری از زباله ها
دفن بعضی دیگر
عدم جمع آوری صحیح زباله – رشد و نمو حشرات و جوندگان و نقش آنها در انتقال بیماری
درکارخانه های کمپوست و تفکیک بیماری هایairborn یامنتقل شونده از طریق هوا باید گوشزد شود کارگران
در محل دفن زباله فعالیت بیولوژیک داریم که باعث تولیدگاز متان می شود و امنیت را از بین می برد.
بوی زباله که بیماری زا نیست اما عمل دفن را زیر سوال می برد.
آلودگی صوتی ناشی از کارخانجات کمپوست و…
در بعد جهانی مهم ترین مورد بازیافتی و محیط زیستی CFC یا گاز یخچالی است .بر اساس آخرین برآوردها گاز متان ۷برابر CO2 اثر تخریبی دارد.
روشهای تفکیک عبارتند از:
۱ – تفکیک در مبدأ (گسترده)
مزایا:
ارزان است
بالا بودن کیفیت مواد جدا شده
ناچیز بودن آلودگی مواد جدا شده
عدم آلودگی محیط زیست
بالا رفتن مشارکت مردمی
معایب:
نیاز به آموزش شهروندان دارد
تأمین مکان مناسب جمع آوری
به دلیل مسائل سیاسی اجتماعی امکان پایین آوردن مشارکت مردمی وجود دارد
نیاز به تفکیک نهایی وجود دارد
۲ – تفکیک در ایستگاههای بازیافت (متمرکز)
مزایا:
عدم نیاز به آموزش شهروندان
مکان یابی ساده تر است
ایجاد هماهنگی بین دستگاههای مسئول ساده تر است
انعطاف پذیری کم در خصوص مواد ورودی
معایب:
گران بودن دستگاه
نیاز به تضمین حداقل یک دوره بازگشت
سرمایه برای زباله
مشارکت مردمی نقشی ندارد
تقاضای خرید این مواد کم است
مواد تولیدی ناخالصی زیادی دارند
نتیجه : تفکیک گسترده در جوامعی بهتر است که آموزش پذیر باشند.
کاربرد مواد تفکیک شده:
۱ – استفاده مجدد مستقیم: مثل استفاده از چوب و بشکه های مستعمل
۲ – تولید مواد خام برای تولید مواد دیگر
۳ – مواد مصرفی برای تولید مواد تبدیلی بیولوژیکی یا شیمیایی← مثل تولید و فروش کمپوست، بیوگاز، پیرولیز و گازیفیکیشن
۴ – استفاده از زباله به عنوان سوخت
سوزاندن مستقیم بخش قابل سوزاندن به عنوان سوخت. سوزاندن غیر مستقیم زباله را به انواع سوخت دیگر تبدیل کرد مثل تبدیل زباله به روغن های سوختی یا تبدیل به گاز متان وتولید الکتریسیته.
تولید Refused Drived Fuel
RDF : مواد پسمانده ای که پس از انجام فرآیندهای مختلف مثل بازیافت،کمپوست سازی و سایر موارد قابل استفاده مجدد از زباله باقی می ماند و مورد استفاده قرار می گیرد.
۵ – احیای زمین استفاده از نخاله های ساختمانی
کاهش مواد زائد جامد از لحاظ رفتاری:
۱ – سریع و بدون هزینه(یا با هزینه کم)
۲ – طولانی مدت با هزینه اندک
۳ – تغییرات شدید رفتاری
روشهای کاهش مواد زائد جامد:
۱ – ترویج کود خانگی
اشکال این روش آلودگی میکروبی و انگلی به مرغ و خروس و… و حتی انسان. بایک مرحله استریلیزاسیون غذای مورد استفاده دام را فراهم می کند.
۲ – پرداخت هزینه برای مواد زائد جامد:
ظروف دارای حجم استاندارد
توزین در هنگام جمع آوری
جمع آوری فقط با پاکت مخصوص
گرفتن سالیانه مالیات از مردم
پرداخت هزینه برای مواد زائد جامد معایبی هم دارد: افزایش هزینه های اداری را دربردارد. همه اینها همراه با افزایش هزینه است.افزایش هزینه های اداری و انگیزه های غیرقانونی جمع آوری زباله پیش می آید.پاره شدن پلاستیک های جمع آوری نیز معضل دیگری است
۳ – سیاست خریداری کردن:
خرید محصول با کمترین بسته بندی ،خرید محصول با محتوای بازیافت و عمر مفید بالاتر
۴ – اطلاع رسانی عمومی
۵ – بازیافت
مسئولین محلی بایداقدامات زیر را انجام دهند:
ارائه جریمه
اولویت بخشی به خرید یک سری از مواد تولید شده از بازیافت
مواد بازیافتی را به صورت جمع آوری رایگان انجام دهند
۶ – کاهش استفاده از محصولات یکبار مصرف
کاهش مواد زائد جامد در سطح فردی:
استفاده از کیف یا کیسه پارچه ای به جای پلاستیک یکبار مصرف
استفاده مجدد از کیسه های پلاستیکی
خرید با بسته های بزرگ و محکم
عدم خرید وسایل غیر لازم در منزل
از بعضی موادی که استفاده دائمی ندارند به صورت مشترک یا اجاره ای استفاده کنیم
استفاده مجدد از جعبه مقوایی نازک یا ریسمان و طناب
به جای تعویض از تعمیر استفاده کنیم
اهدای مواد و وسایل قدیمی که استفاده کردیم به دیگران
سیستم های مختلف بازیافت:
کمپوست سازی
سوزاندن در زباله سوز و بازیابی انرژی، پیرولیز
گازیفیکیشن (یا فرایند تبدیل به گاز)، بیوگاز
بازیافت و استفاده مجدد از مواد زائد
کمپوست سازی:
مواد زائد جامد ۲ قسمت دارند: آلی و معدنی
قسمت مهم که در کمپوست سازی مورد توجه قرار میگیرد بخش آلی است خصوصا در زباله های خانگی
اجزای زباله: اجزای قابل کمپوست و اجزای غیرقابل کمپوست.
بهترین و موثرترین روش از بین بردن یا کاهش مواد زائد شهری تولید کود آلی کمپوست یا کود آلی در کشاورزی است.
کود آلی کمپوست:
در واقع یک کود آلی سیاه رنگ یا قهوه ای با بوی خاک که به راحتی خرد می شود، به صورت مواد پودری است منهای بذر.
در ایران سابقه تولید کمپوست در شهرها چگونه بوده؟
در سال ۱۳۴۸ اولین کارخانه کمپوست سازی در جنوب شرقی اصفهان با ظرفیت ۱۰۰ تن در روز ساخته شد.
کارخانه دوم در تهران یا فرآیندی متفاوت شد.در سال ۱۳۶۸ در اصفهان کارخانه دیگری با ظرفیت ۵۰۰ تن در روز ساخته شد. این کارخانه مکانیسم پیشرفته تری داشت به نحوی که فلز،شیشه،کاغذ و پلاستیک به طور اتوماتیک جدا می شد.از همان سال صادرات کمپوست به کشورهای حاشیه خلیج فارس و هلند و… آغاز شد.
مزیت کمپوست سازی:
تفکیک مواد زائد جامد از لحاظ اقتصادی یک بازیافت سرمایه است. بازیافت استخدام و اشتغال زایی را به دنبال دارد.کارخانه یعنی تولید، که تولید فروش را به همراه دارد ودر ادامه آن حمل و نقل و اشتغال زایی دیگر.تأمین نیاز کود کشاورزان.
پروسه کمپوست سازی از لحاظ بیولوژیک:
زباله ای که تحویل داده می شود تفکیک شده و قسمت آلی آن در کمپوست سازی استفاده می شود.در مراحل اولیه باکتری ها به سرعت رشد و تکثیر می کنند.در اثر فعالیت باکتری ها درجه حرارت بالا می رود. در درجه حرارت بالا خود باکتریها نمی توانند زندگی کنند بنابراین شرایط برای رشد ریزجانداران دیگر مثل اکیتومایست ها،قارچ ها و پروتوزوئرها فراهم می شود.عامل محدود کننده بعدی مصرف یا کمبود منابع کربنی است.پس از مصرف کربن و کاهش درجه حرارت،که به دلیل نبود فعالیت باکتریایی است،محیط برای فعالیت جانوران خاک مثل کرم خاکی،انواع صدپایان و هزارپایان مهیا می شود.
ورمی کمپوست:
استفاده از نوعی کرم خاک به نام Eisenia Fotida جهت تهیه کمپوست
مزایای ورمی کمپوست نسبت به کمپوست معمولی:
در میان کودهای آلی بیولوژیک غنی ترین کود آلی بیولوژیک است.
باعث بهبود خواص فیزیکی،شیمیایی و بیولوژیک خاک می شود.
خواص فیزیکی ← افزایش قابلیت جذب آب خاک
(WHC)، بهبود ساختمان سازی و دانه بندی خاک
خواص شیمیایی ← قدرت نگهداری مواد غذایی یا Nutrient خصوصا نیتروژن
خواص بیولوژیکی ← میزان بیشتری عناصر اصلی مغذی مثل N، P، K و عناصر میکرو مثل آهن، روی، مس، منگنز دارد. در واقع باعث افزایش حاصلخیزی خاک می شود.
برخی هورمون ها و ویتامین ها در ورمی کمپوست وجود دارد مثل B12 و اکسین
وزن مخصوص کم
فاقد هر گونه بوی نامطبوع
فاقد هرگونه پاتوژن بیماری زا معمولا باکتری بی هوازی و قارچ و علفهای هرز هم در آن دیده نمی شود.
نسبت C/N ورمی کمپوست بین ۱۵-۲۰ و قطر دانه های خشک بین۵-۱ mm و ۲۰ درصد وزن خشک آن هوموس است.
بنابراین هوموس ورمی کمپوست از لحاظ استاندارد قابل مقایسه با مقیاس جهانی است.
سوزاندن در زباله سوز و بازیابی انرژی:
یک سوزاندن ناقص است و هرچیزی غیر از نخاله های ساختمانی را می توان در زباله سوز ریخت.زباله سوز باعث کاهش ۹۰-۷۰ درصدی حجم ضایعات و ۷۰-۶۰ درصدی وزن آنها می شود.یعنی ۱۰ درصد حجمی و ۳۰ درصد وزنی پس از سوزاندن در زباله سوز به لندفیل منتقل و دفن می شود.آنچه در کوره باقی می ماند ۲جز است: یکی خاکستر کف کوره Bottom ash و دیگری خاکستر فرار Fly ash
پیرولیز:
در فرآیند پیرولیز از یکی از اصل های ترمودینامیک استفاده می شود و آن سطوح مختلف انرژی که مواد دارند.هر چه مواد سطوح انرژی بالاتری داشته باشند ناپایدارترند.وقتی انرژی اینها آزاد شود در کنارش محصولاتی تولید می شود که به آن پیرولیز گویند.اکثر ترکیبات و مواد آلی که از نظر حرارت ناپایدارند در اثر دریافت کمی گرما و در محیط عاری از اکسیژن به کمک ترکیبی از واکنش های حرارتی و کندانسیون به فراورده های جامد،مایع و گاز تبدیل می شوند :فراورده های جامد شامل : کربن خالص و یک سری مواد بی اثر که ابتدا در زباله وجود داشته اند. فراورده های مایع شامل : قیر،مایعی حاوی انواع و اقسام مواد مختلف،اسید استیک،استون،متانول و ترکیبهای هیدروکربنی اکسیژن دار. فراورده های گاز : حاوی گازهای اصلی مثل هیدروژن،متان،دی اکسید کربن و مونواکسید کربن
پیرولیز یک واکنش حرارتی است اما درجه حرارت لازم برای پیرولیز پایین است حدود ˚c 800-400
از واکنش های پیرولیز بیشتر در صنایع پتروشیمی و تولید کک(زغال)و انواع روغن ها
گازیفیکیشن یا فرآیند تبدیل زباله به گاز:
هر فرآیندی که جسمی را از حالت جامد و مایع تبدیل به گاز کند را گازیفیکیشن گویند.فرآیندی که در آن عمل احتراق عمدا با مقدار اکسیژنی کمتر از میزان اکسیژن استوکیومتری انجام شود.از دو جهت برای زباله فرآیند خوب شناخته می شود: کاهش حجم زباله و بازیابی انرژی آن
تفاوت پیرولیز با گازیفیکیشن:
از دو جهت تفاوت دارند: از لحاظ وجود اکسیژن در گازیفیکیشن و عدم وجود اکسیژن در پیرولیز و از لحاظ درجه حرارت . در گازیفیکیشن از اکسیژن خالص در درجه حرارت بالا استفاده می شود به همراه بخار آب. در گازیفیکیشن c ˚ ۱۱۰۰-۸۰۰ در مجاورت هوا و در مجاورت اکسیژن خالصc ˚ ۱۴۰۰-۱۰۰۰
فرآیند های مربوط به گازیفیکیشن:
۵واکنش اصلی که یک سری اگزوترمیک(گرماده) و یک سری اندوترمیک(گرماگیر)هستند.
C+O2 → CO2 Exo
C+H2O → CO+H2 Endo
C+CO2 → ۲CO Endo
C+H2 → CH4 Exo
C+H2O → CO2+H2 Exo
بیشتر واکنش های هیدروژن گیری اگزوترمیک اند. اگر فرآیند گازیفیکیشن به جای هوا با اکسیژن خالص انجام شود آن را فرآیند Purox گویند.
بیوگاز:
کلا سه نوع گاز در جهان به عنوان سوخت مصرف می شود:
۱ – گاز مایع یا LPG : مخلوطی از بخش های پالایش شده نفت خام مثل پروپان،بوتان،پروپیلن،بوتیلن
۲ – گاز طبیعی : ترکیب غالب آن متان است.
۳ – بیوگاز : مخلوطی از گازهای قابل اشتعال ناشی از تجزیه بی هوازی یا تخمیر مواد زائد آلی
فرآیند بیو گاز:
تعریف بیوگاز: مخلوطی از گازهای قابل اشتعال تولید شده از تجزیه و تخمیر فضولات انسانی،حیوانی یا گیاهی در محیط بی هوازی یا فاقد اکسیژن که در طی فعالیت میکروارگانیسم های بی هوازی به خصوص باکتری های متان ساز (متانوباکترها) در یک سیستم بی هوازی مثل محفظه تخمیر به وجود می آید.
بیوگاز تولیدی مخلوط چند گاز است :
مهم ترین آن متان است. حدود ۵۵ الی ۶۵ درصد
دی اکسید کربن حدود ۳۵ الی ۴۵ درصد
نیتروژن ۳-۰ درصد
هیدروژن ۱-۰ درصد
اکسیژن ۱-۰ درصد
پارامترهای موثر در مرغوبیت و میزان سوخت تولیدی:درجه حرارت، PH ، نوع و غلظت مواد آلی، میزان حضور مواد مغذی، حضور یا عدم حضور مواد سمی و میزان آنها، هم زدن و اختلاط سیستم
مدیریت مواد زائد جامد
مزایای هم زدن محتویات هاضم:
توزیع یکنواخت دما در کل توده
توزیع مناسب میکروارگانیسم ها در کل هاضم
تسریع در خروج گاز یا بیوگاز تولیدی در سیستم
تسریع در خروج دی اکسید کربن
جلوگیری از رسوب یافتن مواد در هاضم
خرد شدن ذرات و افزایش سطح وبه دنبال آن اثر بیشتر میکروارگانیسم ها در فرآیند تخمیر
اثرات زیست محیطی استفاده از هاضم بی هوازی:
جلوگیری از افزایش گاز گلخانه ای
جلوگیری از توسعه محل های دفن زباله و به عبارت دیگر جلوگیری از تخریب جنگل و مرتع
از بین رفتن عوامل بیماری زا و تخم علفهای هرز
تجزیه مواد به دو طریق هوازی و بی هوازی انجام می شود.در تجزیه هوازی موجودات از اکسیژن استفاده می کنند و به همین دلیل می توانند راندمان بیشتری در تجزیه مواد آلی داشته باشند.در فرآیند بی هوازی تولید CO2 داریم. وقتی C>N باشد کربن به دو صورت می تواند مورد تجزیه قرار بگیرد: یکی ۳/۲ کربن مصرف شده به صورت CO2 دفع شود.دیگری ۳/۱ کربن باقی مانده همراه با ازت در ساختمان سلولی شرکت داده میشود. اگر C/N متعادل باشد ازت به صورت NH3 و NO3 آزاد می شود. در فرآیند هوازی به جای تخمیر اکسیداسیون کربن داریم که با آزاد شدن حرارت همراه است و میزان حرارت از ۷۰ درجه بیشتر می شود.
مکان هایی که برای انجام فرآیند هوازی اختراع کرده ان دارای ۲خاصیت عمده هستند: یکی وجود اکسیژن و دیگری اختلاط یا به هم زدن مداوم. این مکانها عبارتند از:
۱ – هاضم سیلویی
۲ – حوضچه های کمپوست
۳ – مخازن تجزیه
۴ – توده های منفرد
۵ – توده های طویل
بازیافت کاغذ:
کاشف کاغذ چینی ها بودند و ژاپن ملتی است که مدعی تولید کاغذ از مواد بازیافتی است.
درصد بازیافت کاغذ در کشورهای جهان:
آمریکا ۲۹ درصد، ژاپن ۵۰ درصد، چین ۲۱ درصد، ایران ۱۰-۹ درصد، انگلستان ۴۰ درصد، متوسط آسیا ۴۰ درصد و متوسط جهان ۳۰ درصد
در سال ۷۷ در ایران سرانه مصرف کاغذ ۱۳.۲ کیلوگرم به ازای هر نفر در سال بوده و پیش بینی شده که در سال ۱۳۹۰ این میزان به ۲۰.۷ کیلوگرم در سال برسد.
صرف نظر از کاغذهای بازیافتی منبع تولید کاغذ عبارتست از:
خمیر کاغذ تولیدی از تراشه ها و خرده چوب ها ( ۶۷ درصد )
پوشال و کاه،کنف، الیاف کتان، تفاله نیشکر و بوته شاهدانه
به طور متوسط در دنیا ۳/۱ مواد مصرفی در تولید کاغذ از کاغذ باطله است.
در ایران:
در کرج در سال ۱۳۱۳ کارخانه ای با ظرفیت ۱۰ تن در روز احداث شد
در کهریزک در سال ۱۳۳۶ اولین واحد تولید کاغذ پیشرفته و مقوا افتتاح شد
در تهران در سال ۱۳۷۹ کارخانه دیگری با ظرفیت ۵۲۸ تن در روز ایجاد شد
اما با وجود اینها از حجم کاغذ باطله ما فقط حدود ۲۰ درصد بازیافت می شود
اجزای کاغذ:
%۴۳ کربن، %۶ هیدروژن، %۴۴ اکسیژن،
%۳ نیتروژن، %۲ گوگرد، %۶ خاکستر
مزایای بازیافت کاغذ:
به هدر نرفتن صنایع سلولزی و جلوگیری از مصرف بیش از حد چوب و نابودی جنگل
جلوگیری از خروج ارز برای تولید کاغذ و تقویت اقتصادی
کاهش آلودگی ناشی از تخمیر کاغذ
کاهش هزینه های مربوط به جمع آوری زباله و دفن آن
کاهش بار آلودگی آب و خاک و هوا
صرفه جویی در مصرف انرژی و آب
کاغذ:
کیفیت کاغذ بازیافتی تحت تاثیر:
نوع سیستم جمع آوری
نحوه دسته بندی کاغذ باطله
فرآیندهای اولیه تولید کاغذ
تعداد دفعات بازیافت بر روی کیفیت الیاف تاثیرگذار است:
بار اول ۵۰ درصد ، بار دوم ۲۵ درصد و بار سوم ۱۲.۵ درصد الیاف در پروسه بازیافت وارد چرخه
می شود
مهم ترین اصل در بازیافت کاغذ: استفاده از کاغذ بازیافتی برای بسته بندی مواد غذایی ممنوع است
برای جمع آوری کاغذ باطله چند روش وجود دارد:
تماس با تولیدکنندگان و نظارت مستمر بر کیفیت تولیدی
جمع آوری کاغذ باطله توسط تولیدکنندگان : پایدارترین منبع تولید زباله صنایع ، بنگاههای چاپ و نشر،حافان، مراکز بسته بندی و کتابفروشی و روزنامه فروشی
جمع آوری توسط خریداران
تفکیک انبوه ، تفکیک روی زمین ، دسته بندی روی تسمه متحرک ، دسته بندی روی میز
تجزیه بی هوازی یا تخمیر:
تجزیه مواد آلی در نبود اکسیژن یا متابولیزه کردن مواد در اثر فرآیندهایی که عمدتا احیا هستند.مثل فرایندهای هوازی از ازت و فسفر و مواد غذایی استفاده می شود. تفاوت آن این است که:
تجزیه اقص انجام می شود و ازت به اسیدهای آلی و امونیاک تبدیل و همین باعث اسیدی شدن PH می شود.
تفاوت دوم در تبدیل بخش حداکثر کربن به متان و بخش حداقل آن به CO2
نکته ای در مورد میکروبهای بیماری زا:
در فرآیند بی هوازی و تخمیر بسیاری از میکروبهای بیماری زا از بین می روند.نکته مهم این است که درجه حرارت موجب از بین بردن میکروبه نمی شود بلکه شرایط محیط شامل وجود یا عدم وجود مواد غذایی برای رشد و تکثیر میکروبهای بیماری زا و مساعد بودن یا نبودن PH محیط نقش تعیین کننده ای دارد.
اگر نمودار درجه حرارت و پیشرفت کمپوست را ترسیم کنیم مراحل مختلفی قابل تفکیک است:
مرحله A: رشد طبیعی موجودات ذره بینی میان گرمادوست ،افزایش درجه حرارت محیط تا ۴۰ درجه ، تولید اسیدهای آلی در اثر فعالیت باکتری ها و کاهش PH
مرحله B: جانشین شدن باکتری های گرمادوست به جای میان گرمادوست. اگر ازت اضافه در محیط باشد تولید آمونیاک هم در این مرحله داریم و به دلیل ترکیب گاز آمونیاک با مولکولهای آب آمونیوم تولید می شود و از اسیدی بودن می کاهد.درجه حرارت تا ۶۰ درجه بالا می رود.
مرحله C: کاهش باکتری های گرمادوست.دما بیش از ۶۰ درجه می شود
مرحله D و E: حرارت زیر ۶۰ درجه و فعالیت قارچهای گرمادوست ادامه می یابد.بیشترین تاثیر این قارچها روی تجزیه سلولز است.زمانی که درجه حرارت باز به زیر ۴۰ درجه برسد فعالیت میان گرمادوستها را داریم که این فعالیت دوباره باعث می شود کمپوست رسیده شود.
مرحله F: تولید آنتی بیوتیک داریم.افزایش درجه حرارت جزئی است و واکنش ثانویه ای رخ می دهد:
هوموس + اسید هیومیک
مواد سمی در کمپوست: شامل نمک ها و فلزات
معروفترین فلزات سمی کمپوست :
جیوه : از باطری ها به خصوص باطری سمعک، دوربین فیلمبرداری، ماشین حساب
کادمیم : در مواد رنگی،رنگهاو مواد پلاستیکی وجود دارد باعث ثبات و پایداری رنگ می شود.
مس و روی : جزء مواد غذایی هم به حساب
می آیند اما به مقدار زیاد زیان آور است.
بورات : درچسب کاغذ و مقوا دیده می شود.