علیرغم تلاش‌های جهانی برای ترویج بازیافت و ایجاد یک اقتصاد دایره‌ای، انواع خاصی از زباله‌ها اغلب به دلیل دشواری و هزینه درمان از طریق شکاف‌ها می‌لغزند. زباله های مرطوب که با محتوای آب بالا مشخص می شوند، از جمله ضایعات غذایی و کشاورزی، لجن فاضلاب و لجن نفتی، در این دسته قرار می گیرند.
با توجه به اینکه بیش از 80 درصد زباله های مرطوب جهان در نهایت سوزانده، دفن و یا به طور غیرقانونی تخلیه می شوند، هزینه های زیست محیطی و مالی سرسام آور است. با این حال، در میان این چالش‌ها، فرصت امیدوارکننده‌ای برای کسانی است که مایل به نوآوری و تبدیل زباله‌های مرطوب به سود هستند.
چالش زباله های مرطوب
زباله های مرطوب به دلیل محتوای بسیار بالای آب که اغلب بیش از 80 درصد جرم زباله است، چالشی منحصر به فرد را ایجاد می کند. این نه تنها هزینه های دفع را افزایش می دهد، بلکه به روش های انرژی بر برای حذف رطوبت اضافی نیز نیاز دارد. درک منابع و ترکیب جریان های مختلف زباله مرطوب برای توسعه راه حل های تصفیه موثر حیاتی است.
ضایعات مواد غذایی و کشاورزی
بر اساس گزارش شاخص ضایعات برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP) در سال 2021، تخمین زده می شود که 931 میلیون تن ضایعات غذایی در سال 2019 تولید شده است که خانوارها، خدمات غذایی و خرده فروشی سهم قابل توجهی داشته اند.
به موازات آن، ضایعات کشاورزی، از جمله مواد کشاورزی، دامپروری و فرآوری، چالش‌های مهمی را ایجاد می‌کنند. تنها در چین، تولید ضایعات کشاورزی به 759 میلیون تن می رسد که 17 درصد از حجم زباله های جهان را تشکیل می دهد.
ترکیب متنوع مواد غذایی و ضایعات کشاورزی، همراه با رطوبت بالا و فعالیت میکروبی، درمان را پیچیده می کند. آلودگی ناشی از بسته‌بندی مواد غذایی و حجم انبوه زباله‌ها این چالش‌ها را تشدید می‌کند و تلاش‌های مدیریت و دفع را از نظر لجستیکی و زیست‌محیطی مضر می‌سازد.
فاضلاب و لجن نفت
لجن فاضلاب که به عنوان لجن زیستی نیز شناخته می شود، به عنوان محصول جانبی فرآیندهای تصفیه فاضلاب به وجود می آید. با پیش بینی تولید سالانه 1.6 میلیارد تنی، مدیریت لجن فاضلاب به طور فزاینده ای چالش برانگیز می شود.
به همین ترتیب، لجن های نفتی حاصل از پالایش نفت و فرآیندهای صنعتی، موانع مهمی هستند. تولید لجن نفتی که به عنوان زباله های خطرناک طبقه بندی می شود، تقریباً 22.3 میلیون تن در سال است.
مدیریت پساب و لجن روغنی شامل روش‌های مدیریت و دفع دقیق برای کاهش مؤثر خطرات زیست‌محیطی و بهداشتی است.
همچنین بخوانید: WasteX بودجه ای برای کمک به کشاورزان برای تبدیل زباله های زیست توده به بیوچار فراهم می کند
چرا راه حل های فعلی ناکافی هستند
روش‌های سنتی مانند سوزاندن، کمپوست‌سازی و دفن زباله معمولاً برای مدیریت پسماند مرطوب استفاده می‌شوند، اما دارای اشکالات قابل توجهی هستند.
سوزاندن حجم زباله ها را کاهش می دهد و می تواند انرژی تولید کند، اما آلاینده ها را در هوا آزاد می کند و به سلامت انسان و محیط زیست آسیب می رساند. برای زباله های مرطوب ناکارآمد است، زیرا 30 درصد انرژی به سمت خشک شدن می رود و پسماند خاکستر تولید شده نیاز به دفن زباله دارد.
کمپوست با تکیه بر فعالیت میکروبی، مواد آلی را به کمپوست تبدیل می کند. با این حال، این نیاز به زمان و مکان دارد و همه زباله های مرطوب مناسب نیستند، که منجر به بو، مشکلات آفات و شستشوی مواد مغذی می شود.
محل های دفن زباله در عین راحتی، متان، یک گاز گلخانه ای قدرتمند و شیرابه تولید می کنند که خاک و آب های زیرزمینی را آلوده می کند، که نیازمند نظارت و نگهداری گسترده برای جلوگیری از آسیب های زیست محیطی و خطرات سلامتی است.
راه حل های جایگزین فاقد مقیاس پذیری و کارایی هستند
روش‌های جایگزین مانند هضم بی‌هوازی، تجزیه در اثر حرارت و تبدیل به گاز، و درمان با لارو مگس سرباز سیاه راه‌حل‌هایی ارائه می‌دهند، اما با چالش‌های مقیاس‌پذیری و کارایی مواجه هستند.
هضم بی هوازی، یک فرآیند بیولوژیکی، بیوگاز و زیست توده تولید می کند، اما نیاز به زمان پردازش طولانی دارد و زباله های باقیمانده نیاز به تصفیه یا دفع بیشتری دارند.
پیرولیز و گازی شدن فرآیندهای ترموشیمیایی هستند که زباله ها را به گاز مصنوعی و پسماندهای بیوچار یا خاکستر تبدیل می کنند. با این حال، آنها نیاز به خشک کردن طولانی مدت دارند که هزینه های عملیاتی را افزایش می دهد.
درمان لارو مگس سرباز سیاه شامل تغذیه لاروهای مگس سرباز سیاه با زباله های آلی است که ضایعات را مصرف کرده و به پروتئین حشره تبدیل می کنند. با این حال، فرآیند درمان فاقد انعطاف پذیری، مقیاس پذیری و کارایی برای کاربردهای در مقیاس بزرگ است.
اگرچه روش‌های مختلفی برای مدیریت زباله‌های مرطوب وجود دارد، اما هر کدام مجموعه‌ای از چالش‌ها و محدودیت‌های خاص خود را دارند. راه حل های نوآورانه ای برای رفع این کاستی ها و هموار کردن راه برای رویکردی پایدارتر به مدیریت پسماند مورد نیاز است.
چگونه فناوری های گرمابی می توانند چشم انداز را دوباره تعریف کنند
فن‌آوری‌های هیدروترمال مسیر امیدوارکننده‌ای را برای متحول کردن درمان و بازیابی جریان‌های زباله مرطوب ارائه می‌دهند. برخلاف روش‌های سنتی که اغلب با مشکلات مقیاس‌پذیری و کارایی مواجه هستند، فرآیندهای هیدروترمال از خواص منحصر به فرد آب گرم و تحت فشار برای تجزیه مؤثر مواد آلی به منابع ارزشمند استفاده می‌کنند.
آشنایی با تکنولوژی های هیدروترمال
فن‌آوری‌های هیدروترمال با قرار دادن زباله‌های مرطوب در معرض گرما و فشار کار می‌کنند و خواص آب موجود در زباله‌ها را تغییر می‌دهند. این تبدیل به آب اجازه می دهد تا به عنوان یک حلال، کاتالیزور و معرف قدرتمند در واکنش های شیمیایی عمل کند و تجزیه ترکیبات آلی را بهبود بخشد. در نتیجه، فرآیندهای هیدروترمال کارایی بالاتری در تبدیل زباله‌های مرطوب به محصولات نهایی ارزشمند از جمله سوخت‌های زیستی، بیوشیمیایی و بیوچار به دست می‌آورند.
همچنین بخوانید: بازنگری در تصفیه فاضلاب برای حمایت از اهداف جاه طلبانه آب سنگاپور
کاربردهای متنوع فناوری های گرمابی
فن‌آوری‌های هیدروترمال شامل انواع روش‌های متناسب با شرایط فرآیندی خاص و نتایج مطلوب می‌شود. به عنوان مثال، اکسیداسیون هیدروترمال تجزیه پذیری زیستی را بهبود می بخشد یا زباله های خطرناک را حذف می کند، در حالی که هیدرولیز حرارتی روغن کم ارزش را بهبود می بخشد. اخیراً تمرکز روی فرآیندهای تبدیل گرمابی مانند کربن‌سازی هیدروترمال، مایع‌سازی و گازی‌سازی متمرکز شده است که نوید قابل توجهی برای تبدیل زباله‌های مرطوب به سوخت دارند.
مزایای رقابتی تبدیل هیدروترمال
فرآیندهای تبدیل هیدروترمال چندین مزیت رقابتی را ارائه می دهند.
- افزایش کارایی: تبدیل هیدروترمال با استفاده از محتوای آب زباله، نیاز به خشک کردن پر انرژی را از بین می برد و در نتیجه راندمان بالاتری نسبت به روش های سنتی دارد.
- راندمان فضا-زمان بالا: این فرآیندها دارای زمان‌های پردازش سریع هستند که به حجم زیادی از زباله‌ها اجازه می‌دهد تا در یک فضای فشرده تصفیه شوند.
- تطبیق پذیری: فرآیندهای تبدیل هیدروترمال طیف گسترده ای از جریان های زباله مرطوب را پوشش می دهد و چالش های مختلف زیست محیطی و اقتصادی را برطرف می کند.
- بازیابی منابع: منابع ارزشمندی مانند سوخت، مواد شیمیایی و مواد معدنی از پسماندهای مرطوب بازیافت می‌شوند که حفظ منابع و اصول اقتصاد دایره‌ای را ترویج می‌کنند.
- ایمنی بیولوژیکی: محیط مهر و موم شده و پرفشار فرآیندهای تبدیل هیدروترمال، ایمنی زیستی را تضمین می کند، قرار گرفتن در معرض خطرات زیستی را از بین می برد و به طور موثر ضایعات را استریل می کند.
- کاهش اثرات زیست محیطی: بر خلاف روش های مرسوم مانند سوزاندن یا دفن زباله، تبدیل هیدروترمال باعث تولید گازهای گلخانه ای و فاضلاب تمیز می شود و آسیب به محیط زیست را به حداقل می رساند.
پیشرفت و مسیرهای آینده
پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های گرمابی بر بهبود کارایی، مقیاس‌پذیری و انعطاف‌پذیری در طیفی از جریان‌های زباله متمرکز شده است. نوآوری‌ها در طراحی راکتور، کنترل فرآیند و تنوع مواد اولیه باعث پیشرفت در این زمینه می‌شوند و راه‌حل‌های متحول کننده برای مدیریت زباله‌های مرطوب ارائه می‌دهند.
Altent Renewables، یک استارت آپ مستقر در سنگاپور، یک فرآیند هیدروترمال ثبت شده برای تبدیل زباله های مرطوب به گاز مصنوعی و مواد معدنی طراحی کرده است. گاز سنتز، مخلوطی از هیدروژن، متان، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن، به عنوان گاز سوختی کاربرد همه جانبه ای دارد. می توان از آن برای تولید گرما و برق استفاده کرد، در حالی که به عنوان یک بلوک ساختمانی اساسی برای سوخت های مختلف و مواد شیمیایی عمل می کند. اینها عبارتند از هیدروژن خالص، متانول، اتانول و سوخت های هوانوردی پایدار، قرار دادن Altent Renewables در خط مقدم نوآوری انرژی پایدار.
Altent Renewables آزمایش‌های گسترده‌ای از فناوری خود در یک مرکز آزمایشگاهی با استفاده از جریان‌های زباله مختلف، از جمله زباله‌های مواد غذایی، لجن زیستی و لجن نفتی انجام داد. آنها با تشویق به نتایج مثبت، اکنون با افزایش مقیاس تا یک کارخانه آزمایشی رو به جلو حرکت می کنند.
این مرحله گامی حیاتی به سمت بقای تجاری و پذیرش گسترده فرآیند هیدروترمال نوآورانه آنها است. کسب‌وکارها با اجرای فناوری خود می‌توانند به طور بالقوه هزینه‌های دفع زباله‌های مرطوب را تا بیش از 70 درصد کاهش دهند و به پایداری اقتصادی و زیست‌محیطی دست یابند.
–
یادداشت سردبیر: e27 هدف این است که با انتشار نظرات جامعه، رهبری فکری را تقویت کند. نظر خود را با ارسال مقاله، ویدئو، پادکست یا اینفوگرافیک به اشتراک بگذارید.
به ما بپیوندید e27 گروه تلگرام، انجمن FB یا لایک e27 صفحه فیس بوک.
اعتبار تصویر: Canva.
این مقاله برای اولین بار در 24 آوریل 2024 منتشر شد
The post باز کردن قفل طلای پنهان: چگونه جریان های زباله مرطوب نادیده گرفته شده با وجود چالش ها پتانسیل سودآوری دارند اولین بار در e27 ظاهر شد.