انرژی سبز
کد مطلب: 80451
02:00
21 فروردین 1398

هضم بی‌هوازی بهترین روش تبدیل پسماند شهری به منابع انرژی

برای تبدیل زباله به منابع انرژی چهار روش وجود دارد: هضم بی‌هوازی، تولید الکل، گازی کردن و پیرولیز که روش هضم بی‌هوازی بهترین گزینه است.

به گزارش زیست آنلاین، از مزایای کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است که امروزه مشکلات زیست‌محیطی بسیاری از جمله افزایش دمای زمین، تغییرات آب‌وهوایی، بالا آمدن سطح آب دریاها و وقوع طوفان‌ها را به همراه داشته است. در این میان منابع زیست توده نسبت به دیگر منابع تجدیدپذیر برتری دارد، زیرا به راحتی به سوخت‌های جامد، مایع و گاز مفید تبدیل می‌شود.

در پژوهشی که فرناز امین صالحی، استادیار مهندسی محیط‌زیست مؤسسه آموزش عالی مهر البرز، عارف نوروز، کارشناس ارشد مهندسی محیط‌زیست مؤسسه آموزش عالی مهر البرز و کامبیز رضاپور، استادیار مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی کرج انجام داده‌اند آمده است: «از جمله منابع بیوماس که امروزه دغدغه زیادی در شهرهای بزرگ ایجاد کرده است، پسماند شهری است که تعیین بهترین راهکار برای مدیریت آن از سیاست‌های اصلی سازمان‌های ذیربط است. در ایران با محاسبه متوسط ۷۱۰ گرم پسماند سرانه هر روز ۵۰ هزار تن مواد زائد جامد تولید می‌شود که در مقایسه با سایر کشورهای جهان با سرانه ۲۹۲ کیلو گرم در سال در حد متعادلی قرار گرفته است، با این وجود ازدیاد جمعیت، زندگی شهری و توسعه صنعتی به گونه‌ای است که موجبات ازدیاد مواد زائد جامد و بالطبع تغییرات فیزیکی و شیمیایی آن‌ها را به وجود می‌آورد به طوری که برنامه‌های جمع‌آوری و دفع پسماند موجود جوابگوی نیازهای این بخش از کار نخواهد بود.»

در این مطالعه آمده است: «آمار و اطلاعات برگرفته از سازمان شهرداری‌ها و دهیاری‌های کشور نشان می‌دهد که وضعیت فعلی مدیریت پسماند در کشور بدین صورت است که حدود ۶۸ درصد از پسماند به صورت غیربهداشتی و ۱۰ درصد آن به صورت بهداشتی دفن شده است و حدود ۲۲ درصد نیز بازیافت می‌شود. این در حالی است که اهداف پنج ساله مدیریت پسماند در کشور در جهت افزایش بازیافت پسماند و کاهش نرخ دفن پسماند برنامه‌ریزی شده است.»

در این پژوهش به منظور شناخت هر چه بهتر فناوری‌های تبدیل پسماند به سوخت زیستی و به دست آوردن داده‌های مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل، ابتدا مطالعه جامع و کامل کتابخانه‌ای به روش فراترکیبی، به منظور گردآوری فاکتورهای فنی لازم برای اولویت‌بندی فناوری‌های تبدیل پسماند به سوخت زیستی صورت پذیرفت. سپس با توجه به خصوصیات فنی و مکانیسم عمل فناوری‌ها، فاکتورهای مؤثر در این فرآیندها و مشخصات آن‌ها، تعیین و به صورت فهرستی و روایی نیمه‌ساختاریافته تهیه شد.

سپس به کمک گروهی از خبرگان به روش گروه کانونی، روایی بودن این معیارها سنجیده شد و توسط نظرسنجی از متخصصان و کارشناسان خبره به روش دلفی ضمن تهیه روایی ساختاریافته و تعیین تمامی محورها و فاکتورهای پراهمیت، نتایج نهایی هرکدام از معیارها جهت ارزیابی‌های فنی به دست آمد که در انتها با توجه به معیارهای نهایی شده به روش AHP و با کمک نرم‌افزار Expert Choice اولویت‌بندی چهار فناوری منتخب انجام شد.

طبق نتایج به دست آمده «گازی کردن و پیرولیز جزو فرآیندهای گرماشیمیایی طبقه‌بندی می‌شوند. فناوری‌های گرماشیمیایی با گرما دادن زواید زیستی در حضور یا عدم حضور عوامل کمکی، فرآورده‌های انرژی‌زا تولید می‌کند. عوامل کمکی در این فرآیندها می‌تواند بخار، هوا، اکسیژن یا هیدروژن باشد. سوخت زیستی حاصل از فناوری گازی کردن به صورت گاز بوده و گاز مصنوعی نامیده می‌شود. هم‌چنین در روش پیرولیز سوخت زیستی به هر سه فرم گاز، مایع و جامد تولید می‌شود. دو فناوری هضم بی‌هوازی و تخمیرالکلی جزو فرآیندهای زیست‌شیمیایی هستند. در فناوری‌های زیست‌شیمیایی، فرآورده‌های انرژی‌زا به وسیله عمل سوخت‌وساز موجودات زنده پدید آمده و به خاطر داشتن ارزش حرارتی بالا، به عنوان سوخت به کار می‌روند. گاز متان و الکل اتیلیک از مهم‌ترین فرآورده‌های فناوری‌های هضم بی‌هوازی و اتانول به وسیله تخمیر الکلی هستند.»

امین صالحی و همکارانش در این تحقیق می‌گویند: «بخش چشم‌گیری از ۵۰ هزار تن زباله‌ای که در روز تولید می‌شود را پسماندهای آلی به خود اختصاص می‌دهند. متأسفانه سالیانه مقادیر چشم‌گیری از پسماند شهری بدون این که مورد پردازش قرار گیرد و مواد ارزشمند قابل بازیافت آن تفکیک شود به دفن‌گاه‌ها منتقل می‌شود. نتیجه این عمل، چیزی نیست جز تولید آلاینده‌های خطرناک جامد، مایع و گاز که باعث آلودگی آب هوا و خاک می‌شود که حذف این آلاینده‌ها نیز همراه با صرف هزینه بسیار بالایی است. این در حالی است که بخش آلی پسماند شهری پتانسیل زیادی برای تولید سوخت زیستی و تأمین بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را دارد. بنابراین به کارگیری فناوری‌های تبدیل پسماند به سوخت زیستی مناسب در سیستم مدیریت پسماند کشور می‌تواند در این امر بسیار مفید باشد.»

در بخش دیگری از این مطالعه آمده است: «در این تحقیق چهار فناوری هضم بی‌هوازی، تولید الکل، گازی کردن و پیرولیز جهت مقایسه فنی و اولویت‌بندی از نظر کاربرد در کشور انتخاب شدند. معیارهای موردنیاز برای مقایسه فناوری‌های تبدیل پسماند به سوخت زیستی با استفاده از روش فراترکیبی تعیین شد. سپس از تکنیک گروه کانونی جهت صحه گذاشتن و اثبات روایی بودن معیارها، استفاده شده است. سپس با تهیه پرسشنامه‌ای از معیارهای منتخب در دو روش قبل و ارسال آن‌ها برای پنج تن از خبرگان این فن به روش دلفی نظرخواهی نهایی صورت پذیرفت و سپس با به کارگیری روش تحلیل سلسله مراتبی AHP با انجام مقایسه‌ای زوجی و وزن‌دهی، چهار فناوری مذکور با توجه به معیارهای تعیین شده اولویت‌بندی شدند که روش هضم بی‌هوازی رتبه اول برای تبدیل پسماند شهری به سوخت زیستی در کشور کسب کرد. هم‌چنین جهت تأیید نتایج روش تحلیل سلسله مراتبی از نرم‌افزار Expert Choice نیز استفاده شد که نتیجه با روش تحلیل سلسله مراتبی مطابقت داشته است.»

بزرگترین مجتمع تولید زباله به انرژی در چین


تبدیل زباله به انرژی بدون نیاز به سوخت فسیلی

 با استفاده از فناوری پلاسما می توان زباله را بدون نیاز به اکسیژن و یا سوخت‌های فسیلی به انرژی تبدیل کنند.

 موضوع دفع زباله و بازیافت آن را یکی از مباحث روز دنیا دانست و در حال حاضر نیز در کشور ما و تنها در کلانشهر تهران روزانه بین ۷ تا ۹ هزار تن زباله در روز تولید می‌شود که اگر به آن توجه نشود، می‌تواند بحران ساز شود.

در بسیاری از کشورهای پیشرفته زباله‌ها به عنوان منبع تولید انرژی بشمار می‌رود، از این رو بازیافت زباله‌ها از روش‌هایی چون تبدیل آن به کمپوست می‌تواند در این زمینه موثر باشد.

روش کمپوست در کشور ما به علت عدم تفکیک زباله‌ها از مبدا و روش دفع نیز به علت ایجاد مشکلاتی همچون آلودگی آب در مناطقی که سطح آب زیرزمینی بالا است، روش‌های مناسبی نیستند، برای تبدیل زباله‌ها به انرژی راه‌های متفاوتی همچون استفاده از زباله سوزها و گازی سازی پلاسما وجود دارد که روش گازی سازی پلاسما دارای راندمان بالاتری نسبت به زباله سوزها است.

در روش گازی سازی پلاسما قابلیت پردازش انواع زباله از قبیل زباله‌های صنعتی، شهری، بیمارستانی و زباله‌های خطرناک وجود دارد، یکی از مهمترین و با اهمیت‌ترین قابلیت‌های این سیستم، افزون بر قابلیت پردازش همه زباله‌ها، نیاز نداشتن به جداسازی زباله برای انجام فرایند است.

فرآیند تبدیل زباله به انرژی

چندی پیش، با پیشنهاد ستاد توسعه فناوری انرژی‌های تجدیدپذیر، فعالیت بر روی روش گازی سازی پلاسما آغاز گردید، و برای این منظور نخست مطالعه‌ امکان سنجی پروژه در کشور تعریف و انجام شد و پس از آن با مشخص شدن پتانسیل‌های موجود در کشور ساخت پایلوت را آغاز گردید.

در گازی سازی پلاسما، نیازمند ساخت مشعل‌های پلاسمایی هستیم که فناوری ساخت آن در اختیار آمریکا و چند کشور پیشرفته اروپایی قرار دارد و پروژه رآکتوری با سه مشعل طراحی و ساخته شد به گونه‌ای که با توان مجموع مشعل‌ها یعنی ۱۰۰ کیلووات در ساعت یک تن زباله را در روز امحا خواهد شد. این مشعل‏ها، بدون نیاز به اکسیژن یا سوخت فسیلی، زباله را به طور مستقیم به حرارت شعله با دمای بالا تبدیل می‏‌کنند.

 این فناوری به صورت بومی داخل کشور ساخته شده است، در فاز بعدی قرار است فناوری پیشرفته‌تری را به کشور منتقل شود؛ زیرا نقاطی در کشور وجود دارد که روزانه ۲ هزار تن زباله تولید می‌کنند بنابراین برای این میزان نیز باید برنامه وجود داشته باشد.

لینک کوتاه:


ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.