شهریار تبریز-رضا عالش‌زاده: زباله‌سوزهایی که انرژی گرمایی را از این طریق بازیافت می‌کنند، نیروگاه‌های تبدیل زباله به انرژی نامیده می‌شوند. به جای یک کوره و دیگ جداگانه، یک کوره دیواری لوله آب نیز ممکن است برای بازیابی انرژی استفاده شود. چنین کوره‌ای با لوله‌های فولادی عمودی پوشیده شده است که به اندازه کافی با هم فاصله دارند تا بخش‌های پیوسته دیوار را تشکیل دهند. دیوارها از بیرون عایق‌بندی شده‌اند تا اتلاف گرما را کاهش دهند. آب در گردش در لوله‌ها گرما را برای تولید بخار جذب می‌کند و همچنین به کنترل دمای احتراق بدون نیاز به هوای بیش از حد کمک می‌کند و در نتیجه هزینه‌های کنترل آلودگی هوا را کاهش می‌دهد.

نیروگاه‌های تبدیل زباله به انرژی به‌عنوان سیستم‌های سوخت انبوه یا مشتق از زباله عمل می‌کنند. در حالی‌که یک سیستم سوزاندن انبوه از تمام زباله‌ها بدون تیمار یا آماده‌سازی قبلی استفاده می‌کند، یک سیستم سوخت مناسب زباله، ضایعات قابل احتراق را از مواد غیر قابل احتراق مانند شیشه و فلز قبل از سوزاندن جدا می‌کند. اگر یک توربین در نیروگاه نصب شود، هم بخار و هم برق می‌توانند در فرآیندی به نام تولید همزمان تولید شوند.

ساخت و بهره‌برداری از سیستم‌های  تبدیل زباله به انرژی به دلیل نیاز به تجهیزات و کنترل‌های خاص، پرسنل فنی بسیار ماهر و سیستم‌های سوخت کمکی نسبت به زباله‌سوزهای ساده گران‌تر است. از سوی دیگر، فروش بخار یا الکتریسیته تولید شده بسیاری از هزینه‌های اضافی را جبران می‌کند و از این جهت بازیابی انرژی گرمایی از زباله یک گزینه مدیریت پسماند جامد از هر دو جنبه مهندسی و اقتصادی است.

کمپوست‌سازی

یکی دیگر از روش‌های فرآوری زباله‌های جامد شهری، کمپوست‌سازی است، یک فرآیند بیولوژیکی که در آن بخش آلی زباله‌ها در شرایط کنترل شده به دقت تجزیه می‌شوند. میکروب‌ها مواد زائد آلی را متابولیزه کرده و حجم آن را تا ۵۰ درصد کاهش می‌دهند. محصول تثبیت شده کمپوست یا هوموس نامیده می‌شود. از نظر بافت و بو شبیه خاک گلدان است و ممکن است به عنوان نرم کننده خاک یا کودگیاه استفاده شود.

کمپوست روشی برای فرآوری و بازیافت زباله و لجن فاضلاب در یک عملیات ارائه می‌دهد. از آنجایی که قوانین زیست محیطی دقیق‌تر و محدودیت‌های مکان‌یابی استفاده از گزینه‌های زباله‌سوز و دفن زباله را محدود می‌کنند، کاربرد کمپوست احتمالا افزایش می‌یابد. مراحل درگیر در این فرآیند شامل دسته بندی و جداسازی، کاهش اندازه و هضم زباله است.

مرتب سازی و خرد کردن

مواد تجزیه پذیر در زباله‌ها از طریق عملیات جداسازی از شیشه، فلز و سایر اقلام معدنی جدا می‌شوند. این کار به صورت مکانیکی و با استفاده از تفاوت در خصوصیات فیزیکی زباله مانند اندازه، چگالی و خواص مغناطیسی انجام می‌شود. خرد کردن یا پودر کردن، اندازه مواد زائد را کاهش می‌دهد و در نتیجه یک جرم یکنواخت از مواد ایجاد می‌شود. این کار با آسیاب چکشی و خردکن‌های چرخشی انجام می‌شود.

هضم و فرآوری

ضایعات پودرشده آماده کمپوست شدن یا در هوای باز یا در یک مرکز مکانیکی سرپوشیده هستند. منظور از هوای باز تپه‌های طولانی و کم‌زباله‌ای هستند که چند روز یک بار چرخانده یا مخلوط می‌شوند تا هوا برای میکروب‌های هضم مواد آلی فراهم شود. بسته به شرایط رطوبتی، هضم کامل زباله ممکن است ۵ تا ۸ هفته طول بکشد. به دلیل عملکرد متابولیک باکتری‌های هوازی، دما در یک توده کمپوست فعال به حدود ۶۵ درجه سانتیگراد می‌رسد و ارگانیسم‌های بیماری‌زا را که ممکن است در مواد زائد موجود باشند از بین می‌برد.

کمپوست در هوای باز به زمین‌های نسبتاً وسیعی نیاز دارد. تاسیسات کمپوست مکانیکی محصور می‌تواند نیاز زمین را تا حدود ۸۵ درصد کاهش دهد. سیستم‌های کمپوست مکانیکی از یک یا چند مخزن بسته یا هاضم مجهز به پره‌های چرخشی استفاده می‌کنند که زباله‌های خردشده را مخلوط و هوادهی می‌کند. هضم کامل ضایعات حدود یک هفته طول می‌کشد.

کمپوست هضم‌شده باید قبل از اینکه بتوان از آن به عنوان کودگیاه یا تهویه خاک استفاده کرد، فرآوری شود. فرآوری شامل خشک کردن، غربالگری و دانه بندی یا گلوله‌سازی است. این مراحل ارزش بازار کمپوست را بهبود می‌بخشد، که جدی‌ترین محدودیت برای موفقیت کمپوست به عنوان یک گزینه مدیریت زباله است. تقاضای کشاورزی برای کمپوست هضم‌شده معمولاً به دلیل هزینه بالای حمل و نقل و رقابت با کودهای شیمیایی معدنی کم است.

دفن بهداشتی زباله

دفع در زمین هنوز هم رایج ترین استراتژی مدیریتی برای پسماندهای جامد شهری در بسیاری از کشورها است. زباله‌ها را می‌توان به طور ایمن در یک محل دفن بهداشتی، یک مکان دفع که با دقت انتخاب، طراحی، ساخته و برای حفاظت از محیط زیست و سلامت عمومی استفاده می‌شود، دفن کرد. یکی از مهمترین عوامل مربوط به دفن زباله این است که زباله‌های دفن شده هرگز با آب‌های سطحی یا زیرزمینی تماس پیدا نکنند. الزامات طراحی مهندسی شامل حداقل فاصله بین پایین‌ترین سطح محل دفن زباله و سطح آب زیرزمینی فصلی است. بیشتر محل‌های دفن زباله جدید باید دارای یک لایه یا مانع نفوذناپذیر در پایین و همچنین سیستمی از چاه‌های نظارت بر آب‌های زیرزمینی باشند. بخش‌های تکمیل شده دفن زباله باید با یک پوشش غیرقابل نفوذ پوشیده شود تا بارش یا رواناب سطحی از زباله‌های مدفون دور بماند. آسترهای پایین و کلاهک ممکن است از غشاهای پلاستیکی انعطاف پذیر، لایه‌هایی از خاک رسی یا ترکیبی از هر دو ساخته شوند.

ساخت محل دفن زباله

عنصر اساسی یک محل بهداشتی دفن زباله سلول زباله است. این قسمت محدودی از محل است که زباله در آن در لایه‌های نازک پخش و فشرده می‌شود. چندین لایه ممکن است تا حداکثر عمق حدود ۳ متر روی هم فشرده شوند. زباله فشرده حدود یک چهارم حجم اولیه خود را اشغال می‌کند. در پایان هر روز عملیات، زباله‌ها را با لایه‌ای از خاک می‌پوشانند تا زباله‌ها، بوها و مشکلات حشرات یا جوندگان را از بین ببرد. بنابراین یک سطل زباله حاوی حجم روزانه زباله فشرده و پوشش خاک است. چندین سطل زباله مجاور یک لیفت را تشکیل می‌دهند و در نهایت یک محل دفن زباله ممکن است شامل دو یا چند لیفت باشد که یکی روی دیگری چیده شده‌اند. درپوش نهایی یک محل دفن زباله تکمیل شده نیز ممکن است با لایه‌ای از خاک سطحی پوشانده شود که می‌تواند رشد رویشی را پشتیبانی کند.

خاک پوشش روزانه ممکن است در محل موجود باشد، یا ممکن است از منابع خارج از محل حمل و ذخیره شود. انواع مختلفی از ماشین‌آلات سنگین مانند تراکتورهای ویژه یا بولدوزرهای لاستیکی برای پخش و فشرده‌سازی زباله و خاک استفاده می‌شود. تراکم‌کننده‌های چرخ فولادی سنگین نیز ممکن است برای دستیابی به تراکم زباله با چگالی بالا استفاده شوند.

مساحت و عمق یک محل دفن زباله جدید با دقت مشخص شده و پایه‌ای برای ساخت هر گونه سیستم جمع‌آوری لاینر و شیرابه مورد نیاز آماده می‌شود. در جایی که از یک آستر پلاستیکی استفاده می‌شود، حداقل ۳۰ سانتی‌متر ماسه با دقت روی آن پخش می‌شود تا از وسایل نقلیه دفن زباله محافظت شود. در مکان‌هایی که می‌توان حفاری انجام داد، ممکن است از روش ساخت ترانشه پیروی شود. در مواردی که به دلیل توپوگرافی یا شرایط آب زیرزمینی این امر امکان‌پذیر نیست، روشی با نام "روش منطقه" ممکن است عملی شود، که منجر به بالا رفتن تپه‌ای از سطح زمین اصلی می‌شود. از آنجایی که در روش منطقه هیچ زمینی حفاری نمی‌شود، معمولاً باید خاک را از مکان دیگری به محل حمل کرد. انواع روش منطقه ممکن است در جایی که محل دفن زباله در زمین شیبدار، یا در دره واقع شده است، استفاده شود.

کنترل محصولات جانبی

مواد آلی مدفون‌شده در محل دفن زباله در اثر فعالیت میکروبی بی‌هوازی تجزیه می‌شود. تجزیه کامل معمولا بیش از ۲۰ سال طول می‌کشد. یکی از محصولات جانبی این تجزیه گاز متان است. متان وقتی در هوا رقیق شود سمی و انفجاری است و در ضمن یک گاز گلخانه‌ای قوی است. همچنین می‌تواند در فواصل طولانی از لایه‌های متخلخل خاک عبور کند، و اگر اجازه داده شود در زیرزمین یا سایر مناطق محدود جمع شده و ممکن است شرایط خطرناکی ایجاد کند. در محل‌های دفن زباله مدرن، حرکت متان توسط موانع غیرقابل نفوذ و سیستم‌های تخلیه گاز کنترل می‌شود. در برخی از محل‌های دفن زباله، گاز متان برای استفاده به عنوان سوخت، به طور مستقیم یا به عنوان جزئی از بیوگاز، جمع آوری و بازیابی می‌شود.

یک مایع بسیار آلوده به نام شیرآبه یکی دیگر از محصولات جانبی تجزیه در محل‌های دفن بهداشتی است. بیشتر شیرابه‌ها نتیجه روانابی است که به سل‌های زباله نفوذ می کند و با زباله‌های در حال تجزیه در تماس است. اگر شیرابه به آب‌های زیرزمینی برسد یا به سطح زمین نشت کند، ممکن است مشکلات جدی آلودگی زیست‌محیطی از جمله آلودگی احتمالی منابع آب آشامیدنی رخ دهد. روش‌های کنترل شیرآبه شامل رهگیری آب‌های سطحی به منظور جلوگیری از ورود آن به محل دفن زباله و استفاده از لاینرها یا موانع غیرقابل نفوذ بین پسماند و آب‌های زیرزمینی است. مکان‌های جدید دفن زباله نیز باید با چاه‌های نظارت بر آب‌های زیرزمینی و سیستم‌های جمع‌آوری و تصفیه شیرابه فراهم شود.

نکته مهم

در جوامعی که مکان‌های مناسب در دسترس است، محل‌های دفن بهداشتی معمولاً به خاطر هزینه‌های بالای فراوری پسماند اقتصادی‌ترین گزینه را برای دفع زباله‌های غیرقابل بازیافت بخصوی در کشورهای نه چندان پیشرفته فراهم می‌کنند. با این حال، یافتن سایت‌هایی که ظرفیت، دسترسی و شرایط محیطی کافی را ارائه می‌دهند به طور فزاینده‌ای دشوار می‌شود. با این وجود، محل‌های دفن زباله همیشه نقشی کلیدی در مدیریت زباله‌های جامد ایفا می‌کنند. البته حتی در پیشرفته‌ترین کشورها هم، بازیافت تمام اجزای زباله جامد ممکن نیست و همیشه بقایایی از سوزاندن و سایر فرآیندهای تصفیه وجود خواهد داشت که در نهایت نیاز به دفع زیرزمینی دارد. اما در این کشورها فرایند دفن زباله چنان به خوبی انجام می‌پذیرد که برخی اوقات محل‌های دفن زباله به پارک‌های تفریحی، زمین‌های بازی، یا زمین‌های گلف تبدیل می‌شوند.

تفاوت بازیافت، جداسازی، استفاده مجدد:

جداسازی، بازیابی و استفاده مجدد از اجزای زباله جامد که ممکن است هنوز ارزش اقتصادی داشته باشند، بازیافت نامیده می‌شود. یکی از انواع بازیافت، بازیابی و استفاده مجدد از انرژی گرمایی است که به طور جداگانه در قسمت سوزاندن بحث شد. کمپوست را می‌توان یک فرآیند بازیافت دیگر در نظر گرفت زیرا بخش‌های آلی زباله جامد را برای استفاده مجدد به عنوان مالچ یا نرم کننده خاک بازیابی می‌کند. با این حال، سایر مواد زائد نیز پتانسیل استفاده مجدد را دارند. اینها شامل کاغذ، فلز، شیشه، پلاستیک و لاستیک است و بازیابی آنها در اینجا مورد بحث قرار می‌گیرد.

جداسازی

قبل از اینکه هر ماده‌ای بازیافت شود، باید آن را از زباله‌های خام جدا و دسته‌بندی کرد. جداسازی را می‌توان در منبع ضایعات یا در یک مرکز فرآوری مرکزی انجام داد. تفکیک در مبداء توسط شهروندان انجام می‌شود که روزنامه‌ها، بطری‌ها، قوطی‌ها و زباله‌ها را جداگانه جمع‌آوری کرده و در محل‌های مجزایی قرار می‌دهند. بسیاری از جوامع اجازه می‌دهند که مواد غیرکاغذی قابل بازیافت (شیشه، فلز و پلاستیک) با هم ترکیب شوند. در هر صورت، جمع آوری زباله‌های جدا شده از منبع شهری هزینه‌بر از جمع آوری زباله‌های معمولی است.

به جای جداسازی در مبداء، مواد قابل بازیافت را می‌توان از زباله در کارخانه‌های مخصوص متمرکز جدا کرد. تجربه نشان داده است که کیفیت مواد بازیافتی حاصل شده از چنین تأسیساتی به دلیل آلودگی با زباله‌های مرطوب و شیشه‌های شکسته کاهش می‌یابد. بهترین روش، همانطور که اکنون به رسمیت شناخته شده است، این است که شهروندان زباله را به تعداد محدودی از دسته‌ها، از جمله کاغذ؛ مخلوط فلزات، شیشه و پلاستیک؛ و زباله غذایی و سایر موارد غیر قابل بازیافت تفکیک کنند. ضایعات کاغذی، و مواد قابل بازیافت مخلوط به طور جداگانه از زباله‌های دیگر جمع آوری می‌شوند و در یک مرکز بازیافت مواد متمرکز فرآوری می‌شوند. یک مرکز بازیافت مواد متمرکز مدرن می‌تواند حدود ۳۰۰ تن زباله قابل بازیافت را در روز فرآوری کند.

در یک مرکز بازیافت مواد متمرکز معمولی، مواد قابل بازیافت مخلوط شده روی یک نوار نقاله بارگذاری می‌شوند. قوطی‌های فولادی (قوطی‌های "قلع" در واقع فولادی هستند که فقط یک پوشش نازک از قلع دارند) توسط یک جداکننده الکترومغناطیسی جدا می‌شوند و مواد باقی‌مانده از روی صفحه ارتعاشی عبور می‌کنند تا شیشه‌های شکسته را جدا کنند. سپس نوار نقاله از یک جداکننده هوایی عبور می‌کند که ظروف آلومینیومی و پلاستیکی را از ظروف شیشه‌ای سنگین‌تر جدا می‌کند. شیشه به صورت دستی بر اساس رنگ طبقه‌بندی می‌شود و قوطی‌های آلومینیومی توسط جداکننده جریان گردابی از پلاستیک ‌ا جدا می‌شوند که آلومینیوم را از تسمه نقاله دفع می‌کند.

استفاده مجدد

شیشه‌های شکسته بازیافت شده را می‌توان خرد کرد و در روسازی آسفالت استفاده کرد. شیشه‌های دسته بندی شده رنگی خرد شده و به تولیدکنندگان شیشه فروخته می‌شود که یک ماده ضروری در شیشه سازی است. قوطی‌های فولادی به عنوان قراضه به کارخانه‌های فولاد فرستاده می‌شوند و آلومینیوم برای استفاده مجدد توسط کارخانه‌های ذوب فشرده می‌شود. آلومینیوم یکی از کوچکترین اجزای زباله جامد شهری است، اما به عنوان یک ماده قابل بازیافت دارای بالاترین ارزش است. بازیافت پلاستیک بیشتر به دلیل مواد پلیمری مختلف مورد استفاده در تولید آن یک چالش است. ترموپلاستیک‌های مخلوط را می‌توان فقط برای تولید محصولات با کیفیت پایین تر مانند "الوار پلاستیکی" استفاده کرد.

در مورد کاغذ، روزنامه‌های قدیمی با دست بر روی یک تسمه نقاله مرتب می‌شوند. سپس آنها را در تریلرها بسته بندی می‌کنند تا به کارخانه‌های کاغذ فرستاده شوند و در آنجا برای تولید روزنامه‌های بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. کارتن‌ها از کاغذهای معمول برای فروش به کارخانه‌های دستمال کاغذی جدا می‌شوند. اگرچه فرآیندهای خمیرسازی، مرکب زدایی و غربالگری کاغذهای باطله عموماً گرانتر از ساخت کاغذ از الیاف چوب بکر هستند، بازار کاغذ بازیافتی با ایجاد کارخانه‌های فرآوری بیشتر رشد کرده است.

لاستیک گاهی اوقات از مواد زائد جامد بازیابی می‌شود و در فرآیندی به نام ولکانیزاسیون مجدد خرد، اصلاح و قالب گیری می‌شود، اما معمولاً به اندازه ماده اصلی قوی نیست. لاستیک خرد شده را می‌توان به عنوان افزودنی در روسازی‌های آسفالتی و چمن مصنوعی استفاده کرد. لاستیک‌های دور ریخته شده ممکن است به عنوان تاب و سایر سازه‌های تفریحی برای استفاده کودکان در "زمین‌های بازی تایر" استفاده شوند.

به طور کلی، سخت‌ترین مشکل مرتبط با بازیافت هر ماده زباله جامد، یافتن کاربردها و بازارهای مناسب است. بازیافت به خودی خود مشکل رو به رشد مدیریت و دفع زباله جامد را حل نخواهد کرد. همیشه مقداری باقیمانده جامد غیرقابل استفاده و کاملاً بی ارزش وجود دارد که نیاز به دفع نهایی دارد.

مدیریت پسماند در اتحادیه اروپا

در سال‌های اخیر بیشتر کشورهای اروپای با پیش قراولی آلمان و کشورهای حوزه نوردیک تلاش کرده‌اند تا به به حداکثر بازیابی از پسماند دست پیدا کنند. آلمان با نرخ بازیافت تقریباً ۶۷ درصد در سال ۲۰۱۹، پیشتاز بازیافت زباله‌های شهری در اتحادیه اروپا است. پس از آن اسلوونی با نرخ بازیافت تخمینی ۵۹ درصد قرار دارد. نرخ بازیافت زباله‌های شهری در اتحادیه اروپا از ابتدای قرن جاری به طور پیوسته در حال رشد بوده است و به طور متوسط در سال ۲۰۱۹ تقریباً ۴۷ درصد بوده است. ارزش بازیافت زباله‌های شهری آنقدر بالا است که آلمان در یک جهت گیری جاه طلبانه قصد دارد درصد بازیابی پسماند را تا بیست سال آینده به حدود ۹۵ درصد برساند و یا کشوری مانند نروژ زباله از کشور انگلستان وارد می‌کند تا با بازیابی موتاد ارزشمند آن تولید ثروت کند.

اتحادیه اروپا تعدادی هدف بلندمدت برای دفن زباله و بازیافت را به عنوان بخشی از بسته جدید اقتصادی خود پیشنهاد کرده است. تا سال ۲۰۳۰، نباید بیش از ۱۰ درصد زباله‌های شهری به محل‌های دفن زباله در اتحادیه اروپا برود. علاوه بر این هدف الزام آور، قوانین جدید شامل ممنوعیت کامل دفن زباله‌هایی است که قبلاً برای بازیافت تفکیک و دسته بندی شده‌اند و قابلیت استفاده را به نحوی دارند.

بازیافت و استفاده مجدد از زباله‌های شهری باید تا سال ۲۰۳۰ در اروپا به ۶۵ درصد برسد و هدف آن ۷۵ درصد برای بازیافت زباله های بسته بندی تعیین شده است. این اهداف مستلزم تغییر بزرگی در مدیریت زباله اتحادیه اروپا است، جایی که در حال حاضر تنها حدود ۴۰ درصد از زباله های شهری بازیافت می‌شود و ۳۰ درصد آنها دفن می‌شوند.

متاسفانه آمار بازیافت در کشورهای در حال توسعه بسیار پایین و در کشورهای جهان سوم حتی نزدیک صفر است. درصد پایینی که نشان دهنده آگاهی عمومی کم در مورد ارزش زباله به عنوان طلای کثیف و ارزش منابع دیگر است. این نقصان علاوه بر نیاز به تجهیز تکنولوژیکی شهرها به سیستم‌های قوی و پیشرفته فرآوری پسماند، ضرورت انجام کارهای آموزشی شهروندی در این زمینه از طریق کارهای تشویقی و تنبیهی را برجسته می‌سازد.