زباله های صنعتی

زباله های صنعتی:

مواد زائد ناشی از فعالیت های صنعتی هستند، شامل فلزات – مواد پلاستیکی - مواد شیمیایی قصولات صنعتی - مواد اولیه فاسد شده - تولیدات مرجوعی فاسد و غیر مفید - مواد واسطه ی تولیدی غیر مفید - زباله های خطرناک ...

تعریف آژانس محیط زیست از زباله:

هرگونه زائدات خانگی، صنعتی، تجاری، بهداشتی، لجن تصفیه خانه ها و حوضچه های تثبیت خاکستر و بقایای زباله سوزها، زائدات حیوانی، مواد قابل اشتعال و رادیواکتیو و ...

مواد زائد جامد:

ترکیباتی که از نظر تولید کننده آن قابل استفاده نیست اما ماهیتاٌ امکان استفاده مجدد دارد.

در واقع زباله ترکیبات ناهمگن بی مصرف، بی قیمت، مصرف شده و یا اضافی است.

سه استراتژی کلی مورد توجه:

• کاهش تخریب منابع

• کاهش تولید منابع

• افزایش مصرف مجدد و افزایش مسئولیت تولیدکنندگان آن

پس باید برنامه ریزی جهت تولید زباله کمتر، بازیافت و توجه به استانداردهای دفع باشد.

سیستم مدیریت مواد زائد جامد باید مقرراتی در زمینه ی کنترل تولید، ذخیره، حمل و نقل بازیافت و دفن را داشته باشد که این مقررات با در نظر گرفتن ویژگی ها و خصوصیات مواد و تاثیرات زیست محیطی آنها عملی است.

مواد زائد سمی و خطرناک:

ü تعریف سازمان حفاظت و بازیابی:

ضایعاتی که در اثر مدیریت نامطلوب (جمع آوری - حمل و نقل - تصفیه و دفع) باعث مرگ و میر موجودات و یا شیوع بیماری های جبران ناپذیر و بالقوه خطرناک برای انسان، موجودات زنده و یا محیط زیست شوند.

ü تعریف WHO :

مواد زائدی که بدلیل خصوصیات فیزیکی، شیمیایی ویا بیولوژیکی، جمع آوری، جابجایی و دفع آنها مستلزم تدابیر خاصی است تا از بروز هرگونه تاثیر سوء بر محیط زیست و سلامت انسان جلوگیری کند.

ü تعریف EPA :

به مواد زائدی که به دلایل زیر دارای قدرت آسیب رسانی به سلامت انسان و یا ارگانیسم زنده می باشد.

الف – در طبیعت غیر قابل تجزیه و پایدارند.

ب – برای موجودات زنده کشنده باشند.

ج – دارای حاصیت تجمعی با تاثیرات مخرب باشند.

د – از نظر بیولوژیک قابل ازدیاد باشند.

1- نگهداری و جمع آوری:

• ذحیره و برداشتن مواد زائد از محل تولید که نیاز به سیستم نگهداری بدون خطر ماده ی زائد داریم.

• 80 درصد از کل مخارج مدیریت مواد زائد به مرحله جمع آوری (روش جمع آوری - تجهیزات - نیروی انسانی بارگیری - بسته بندی و برچسب) تعلق دارد.

محل نگهداری - ظروف نگهداری - بازرسی - وجود وسایل حفاظت فردی - زهکشی مناسب - ... باید مورد توجه قرار گیرد.

2- حمل و نقل:

• بارگیری از محل تولید به محل دفع و یا بازیافت

• قبل از حمل و نقل 3 مرحله باید انجام شود

1)شناسایی، بسته بندی و برچسب

2)تکمیل برگه های مشخصات مواد زائد (وضعیت فیزیکی - نوع عملیات دفن یا بازیافت - شماره EPA – مقدار محموله – نوع جنس مخازن – ضمانت نامه تولیدکننده برای انجام عملیات حمل و سالم نگهداشتن محیط زیست و پیشگیری از آلودگی ها).

3)تکمیل برگه های مربوط به چگونگی انجام حمل و نقل که باید توسط تولید کننده وحمل کنندگان پر شود.

(آیا سمی و خطرناکند - اطلاعات در مورد مان - آیا حمل و نقل محدودیت دارد - آیا بسته بندی مناسب است - چگونگی نحوه ی حمل و نقل مشخص شده - آیا بسته بندی و برچسب گذاری شده - آیا راه مقابله در صورت بروز حادثه تعیین شده و ...

بازیافت و دفن:

اهمیت و جمع آوری مواد زائد در مبدا تولید و احیاناٌ بازیافت در همان محل باید صرف انرژی کمتر گردد.

آژانس حفاظت محیط زیست کاهش از مبدا را چنین تعریف مرده است:

طراحی تولید و استفاده از محصولات بطوریکه وقتی این محصولات به پایان عمر خود می رسندکاهش کمیت و سمیت زائدات تولید شده بینجامد (در دراز مدت و در سطح ملی قابل اجراست) و به یکی از روش های ذیل قابل اجراست:

بازیافت

کمپوست

دفن بهداشتی

سوزاندن

بازیافت:

یکی از راه های کنترل تولید مواد زائد ایجاد تغییر وبهبود طراحی بسته بندی است.

• استفاده از بسته بندی های کم وزن

• بسته بندی بزرگ یا به صرفه اقتصادی

• محصولات متمرکز شده یا تغلیظ شده

• محصولات ترکیبی

• بسته های قابل پر شدن مجدد

• بسته بندی با اثرات بیشتر هندسی

• بازیافت کاغذ

• بازیافت شیشه

• بازیافت فلزات آهنی

• بازیافت فلزات غیر آهنی

• مواد پلاستیکی غیر قابل تجزیه از مهمترین آلوده کننده های محیط زیست هستند.

مزایای بسته بندی های پلاستیکی:

• شکل گیری حرارتی

• دوخت حرارتی

• مقاومت به مواد شیمیایی و گاز

• مقاومت به نفوذ میکروارگانیسم ها

مضرات مواد پلاستیکی:

• Migration

• Very Slow Degrading

برای مبارزه با آلودگی اینها مطالعاتی در حال انجام است.

Edible Packaging

Degrading Packaging

ü روی دو نکته بیشتر توجه شده است:

Photo Degradable

Bio Degradable

مثل گلوتن و برخی پلاستیک ها – سلولز و پلی اورتان و ...

کمپوست:

تجزیه مواد آلی ناهمگون بوسیله میکرو ارگانیسم ها در حضور گرما و رطوبت، در محیط هوازی است و طی آن مواد آلی به ترکیبی بنام کمپوست که برای خاک سودمند است تبدیل می شود.

• قدرت حاصلخیزی خاک افزایش

• کاهش فرسایش آب

• نگهداری بیشتر آب در خاک

• تامین ماکرو المنت ها( ( Fe – Mg – Ca – S – K – P – N

• تامین میکرو المنت ها ( ( Cl – Mo – B – Na – Zn – Mn – Cu

ü روش های مختلف تهیه کمپوست:

1- روش سریع :

توسط راکتور های بسته افقی و عمودی

2- روش کُند :

ویندور - حوضچه ای - حوضچه ای سطحی

مهمترین عامل در کمپوست سازی نسبت است. همچنین مقدار رطوبت، دما، مواد افزودنی (مواد ....... – مواد کانی مثل فسفات و Ph ) و مقادیر کمی فلزات سنگین برای بهبود کیفیت کمپوست موثرند.

سوزاندن

سوزاندن زباله با دستگاه های زباله سوز نوعی روش شیمیایی برای کاهش حجم زباله و تصفیه با حرارت زیاد است و برای زباله هایی که خواص زیر را دارند ....... دارد:

• نسبت به تجزیه بیولوژیکی مقاومند

• فرارند

• در محیط پایدارند

• نقطه اشتعال کمی دارند

• زباله هایی که نمی توان آنها را بصورت ایمن دفن کرد.

البته احتراق برخی زباله ها مشکلات ویژه دارد،

مثل:

• مواد منفجره و شدیداٌ فابل اشتعال

• زباله هایی که به دلائلی درِ قوطی های را نمی توان با کرد و یا قطعه قطعه کرد

• ترکیباتی که در هنگام سوختن مواد بسیار سمی تولید می کنند

ترکیباتی مثل آرسنیک - جیوه - کادمیوم - فلوئور - برم - ید - ترکیبات آلی سیلیس دار نباید سوزانده شوند مگر آنکه شرایط بگونه ای باشد که سوزاندن الزامی باشد که البته تجهیزات کنترل آلودگی ضروری است (کادمیوم مشکلات شدیدی دارد) در مورد این ها رسوب دادن و یا روش خنثی کردن مناسبتر است.

ü زباله سوزهای صنعتی:

دما بین ^˚C1300-850 – دما باید تحت کنترل – زمان ماند مهم است – سم زدایی در صورتی است که احتراق ناقص نباشد.

قبل از سوزاندن باید خصوصیات فیزیکی (شکل – درصد رطوبت – دانسیته) و خصوصیات شیمیایی (درصد مواد آلی . معدنی و خاکستر و ارزش حرارتی) مشخص باشد.

زباله در زباله سوز سه مرحله خشک شدن، مشتعل شدن و سوزانده شدن را طی می کند.

ü بطور کلی آلودگی هوا در صنایع زباله سوز به علل زیر بوجود می آید:

• ایجاد بو و گرد و غبار

• احتراق ناقص و تولید برخی گازها

• ترکیباتی مثل کلر - فلوئور - گوگرد و نیتروژن تولید گازهای سمی و خورنده می نمایند. که به این منظور از جمع کننده های ثقلی - سیکلون - جمع کننده های تر ( اسکرابر) و فیلترهای تصفیه استفاده می شود.

ü قوانین Brink و Crocker برای طراحی دودکش:

• غلظت مواد الوده کننده در سطح زمین با استفاده از دودکش بلند کاهش می یابد.

• دودکش باید حداقل 2/5 برابر از ساختمان های اطراف و ... بلندتر باشد.

• سرعت گازهای خروجی از دودکش باید از 60 فوت در ثانیه بیشتر باشد تا به سرعت صعود کند.

Ø دفن بهداشتی

عملیات مهندسی خاصی که براساس آن زباله را چنان در خاک مدفون می کنند که هیچ زیانی به محیط زیست و موجودات وارد نشود (پوشش کف - تهویه گاز - زهکشی - کم کردن حجم زباله - ...)

Ø شیرابه:

Ø از تجزیه مواد و نفوذ آب در زباله مایعی بد بو و قهوه ای رنگ با غلظت زیاد مواد آلی و معدنی ایجاد می شود.

ü شیرابه با وزن مولکولی سنگین: افزودن آهک و مواد شیمیایی

شیرابه با وزن مولکولی سبک: روش های بیولوژیکی مثل لجن فعال

- گاز های حاصل از تخمیر مثل Co₂ ، Ch₄ ، H₂s (هر Kg زباله خشک حدود 2 Lit گاز)

ü میزان نشت شیرابه با استفاده از قانون دارسی محاسبه می شود:

Q = میزان نشت شیرابه در واحد زمان ) ( Q=KA

K = ضریب هدایت هیدرولیکی) (

A = سطح مقطعی که شیرابه جریان دارد ft²

= گرادیان هیدرولیکی

h = کل ارتفاعی که شیرابه در محل دفن می تواند طی کند

L = ضخامت لایه پوششی (خاک رس ...)

ü نکته:

- برای بازیابی بیوگاز رطوبت باید بین 50 تا 60 درصد باشد.

- غلظت متان 5 تا 15 درصد باعث ایجاد انفجار می شود.

ü روش های دفن بهداشتی:

1- روش سطحی Area Method

زمین برای گود برداری مناسب نیست. نوارها 75 - 40 سانتیمتر - خاک 30 - 15 سانتیمتر - ارتفاع نهایی 300 - 180 سانتیمتر - لایه نهایی خاک حداقل 30 سانتیمتر - سد خاکی در اطراف زهکشی - لوله کشی مشبک تهویه گاز

2- روش سراشیبی Ramp Method

مقدار کمی خاک برای پوشش در دسترس است. مثل کوهستان و تپه ماهور

متد مثل روش های سطحی است.

3- روش گودالی یا ترانشه ای Trench Method

مناطقی که سطح آب زیر زمینی پایین است مثل اصفهان – عمق 4 – 1 متر – عرض 15 – 4.5 متر – طول 120 – 30 متر

4- روش دره ای Raving Method

در مناطق گودالی یا دره های طبیعی

5- دفن زباله در زمین های مرطوب و باتلاقی

سیستم زهکشی مناسب با بکارگیری تکنولوژی پیشرفته با کاربرد قشری از لایه ی غیر قابل نفوذ مثل صفهات فولادی - قیرگونی - سیمان و ... (عایق سازی مکان دفع - محبوس کردن آب زیر زمینی)در مورد زباله های شیمیایی آلوده، اول به روش فیزیکی ترکیب را سفت و لجن را تثبیت می کنند.

Ø پسماند های شیمیایی:

شامل پسماند های جامد و یا نیمه جامد می باشد.

ü انواع پسماند:

• پسماند های قابل بازیافت :

حلالهای آلی (تقطیر) - فلزات سنگین - (الکترولیز - اکسید احیا)

• قبل از دفع تصفیه می شوند:

حرارتی (کوره های دوار) - فیزیکی (ته نشینی) - شیمیایی (خنثی سازی)

• بدون تصفیه دفع

v در مورد برخی از پسماند های سمی مثل پسماندهای آلی سمی مانند آفت کش ها فرآیند سوزاندن غالباً عملی ترین راه نابود کردن آنهاست (اگر دما و زمان تنظیم و در زباله سوز باشد)

v برخی پسماند ها را می توان سم زدایی کرد:

مثلا: پسماند سیانور دار را توسط هیپوکلریت سم زدایی می کنند.

اکسیداسیون سیانورCNO^- + Cl^- CN^- + ClO^-

2CNO^- + 3ClO^- + H₂O 2CO₂ + N₂ + 3Cl^- + 2OH^-

احیای کرم Cr₂ (SO₄)₃ + 4OH^- 2Cr₂O₄^2- + 3SO₂ + 2H₂O

CrO₄^2- + 3Fe²⁺ + 8H⁺ Cr³⁺ + 3Fe³⁺ + 4H₂O

• برای پسماندهایی که حاوی فلزات سنگین هستند

مثل Pb – Cd – Cu – Ni – Cr و Fe روش خنثی سازی با کمک افزایش باز و اسید و رسوب دادن از طریق ایجاد هیدروکسید انجام می شود و با افزایش مواد شمیایی و یا سایر ترکیبات سیلیکاتی آنها را تثیت می کنند.

· در مورد آفت کشهای حاوی کلرمی توان باافزایش هیدروژن کلرزدایی را انجام داد.

Ø طبقه بندی مواد زائد خطرناک:

1- مواد زائد رادیو اکتیو

2- شیمیایی

3- زائد بیولوژیکی

4- قابل احتراق و انفجار

Ø مواد زائد رادیو اکتیو:

مواد و عناصری که از خود پرتوهای یونیزه ساطع می کنند. اثر تشعشعات بر نسوج موجب صدمه به اعضاء و ایجاد اختلال در سلامتی می گردد. برخی پایداری لازم دارد.

مدت زمانیکه این تشعشعات پرتو افشانی می کنند نیمه عمر نامیده می شود (زمانیکه لازم است تا طی آن اتم های رادیو اکتیو در اثر استحاله متلاشی شوند و به نیمی از میزان اولیه تقلیل یابند)

منابع تولید کننده : سازمان های تحقیقاتی - بمب های هسته ای - نیروگاهها و ...

ü خصوصیات زباله های هسته ای در هنگام دفع:

• جامد بودن

• هدایت گرمایی مناسب

• حداقل حلالیت در آب و کنترل نشت

• مقاوم در برابر تشعشعات درونی

• محکم در مقابل ضربه و فشار

• حداقل حجم ممکن

ü جمع و نگهداری:

• باید از زباله های معمولی جدا باشند

• ظروف نگهداری سوخت و وسایل حمل و نقل قابل تمیز شدن باشد.

• کیسه داخل ظروف نگهداری پلاستیک ضخیم و محکم

• مشخصات زباله بر روی کارت مخصوص کیسه مثبت باشد

• نگهداری در محلی ایمن از آتش سوزی

• علامت مخصوص تشعشع به درب ورودی انبار نصب شود

• لاشه حیوانات آلوده به مواد پرتوزا تا موقع دفع نهایی در سردخانه های ویژه

نگهداری شود

ü دفع زباله های اتمی متوسط و ضعیف:

بسته به نوع - میزان - نیمه عمر دسته بندی می شوند.

با قیر و سیمان مخلوط و سپس در بشکه های فلزی یا بتونی قال بندی می شود.

ü دفع زباله های رادیو اکتیو قوی:

الف: ذخیره موقت:

قرار گرفتن در محل های نگهداری بشر ساخته یا طبیعی برای مدتی که البته علت آن این است که اگر مسئاله ساز شوند قابل حمل باشند در ضمن امکان بررسی برای ایجاد شرایط بهتر هم وجود دارد ار طرفی عناصری که نیمه عمر کوتاه دارند تجزیه شده و حرارت نخازن کمتر شده و خطرات حمل و نقل کاهش می یابد.

این مراکز باید دیوارهة بتونی ضخیم داشته باشند. برای ذخیره کردن ظروف استیل به قطر 30 سانتیمتر و ارتفاع 3 متر استفاده می شوند.

در عملیات دفن دور مخزن تا حدود 10 فوت با خاک پوشش داده شده تا با گردش هوا حرارت خارج شود.

مهمترین مناطق نمک زارها با بسترهای ضخیم - صخره های بسیار سخت (سنگ خارا) - منابع سنگ های آهکی دولومیتی - رسی و سنگ های سخت آتشفشانی است .

باید از نفوذ آب های زیر زمینی در امان باشند و گزارشی در مورد زلزله و ... وجود نداشته باشد.

عملیات اکتشاف نفت و گاز و ... صورت نگرفته باشد.

ب- ذخیره دائم:

نیاز به خدمات اضافی در سیستم های ذخیره موقت را ندارد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است اما از معایب آن عدم دسترسی به مواد در صورت لزوم روش اجرای بهتر و عدم بازیافت در آینده با توجه به پیشرفت علم

روش اول: چاه به عمق 3000 متر سپس تا ارتفاع اول را از خاک پر کرده (روی مخازن) و بقیه را با مواد حفاظتی (بتون و ...) می پوشانند. (در صورت نیاز از نقطه عمیق چاه کانال آب افقی به اطراف در جهت های مناسب هم حفر می کنند.)

روش دوم: چاه هایی به عمق 6000 متر احداث می کنند 2000 متر برای دفن زباله های هسته ای و بقیه ارتفاع را با مواد حفاظتی ویژه پوشش می دهند.

Ø آخرین تکنولوژی حاضر:

روش شیشه ای کردن:

ترکیب رادیو اکتیو را با بوروسیلیکات مذاب مخلوط و ممزوج کرده و در کپسول های فلزی قالب گیری می کنند. بوروسیلیکات در برابر رادیو اکتیو مقاوم است اما در برابر دما مقاومت کمتری دارد و هادی است (نسبت به سرامیک).

این ها را به شکل گلوله ای شیشه ای به قطر 1 سانتیمتر در می آورند و سپس در سیلندر های سربی می گذارند.