تقنية التخلص من الرماد المتطاير الناتج عن حرق النفايات المنزلية

Release Time：2022-11-22 المصدر：Lithium Battery Recycling Machine Share：

        مع التطور السريع لعملية التحضر والتحسن المتزايد في مستويات معيشة السكان، ازدادت كمية النفايات المنزلية الحضرية بسرعة كبيرة، حيث بلغ حجم النفايات المنزلية الحضرية التي تم التخلص منها على الصعيد الوطني 228.018 مليون طن في عام 2018، مما أدى إلى جذب اهتمام كبير لمشكلة معالجة النفايات المنزلية والتخلص منها. أصبح توليد الطاقة من حرق النفايات المنزلية تدريجياً الطريقة السائدة للتخلص من النفايات المنزلية في الصين بسبب مزايا التخفيض الواضح، وتقليل استخدام موارد الأراضي، وتحقيق الطاقة. تشير ”الخطة الخمسية الثالثة عشرة“ الصادرة عن اللجنة الوطنية للتنمية والإصلاح ووزارة الإسكان والتنمية الحضرية والريفية إلى أن الهدف الوطني لتوليد الطاقة من حرق النفايات المنزلية الحضرية هو 54٪ في عام 2020، وسيصل حجم المعالجة اليومية لحرق النفايات المنزلية إلى 591,400 طن. الرماد المتطاير الناتج عن حرق النفايات المنزلية (المشار إليه فيما يلي باسم الرماد المتطاير) هو مادة مسحوقة يتم جمعها من نظام تنقية غازات المداخن الناتجة عن حرق النفايات المنزلية، وهو ينتمي إلى فئة النفايات الخطرة (الرمز HW18). في السنوات الأخيرة، ومع النمو السريع في توليد النفايات المنزلية الحضرية، تزداد كمية الرماد المتطاير المتولد، ووفقًا لتوقعات جمعية الأسمنت الصينية، بحلول نهاية الخطة الخمسية الثالثة عشرة، سيصل إنتاج الرماد المتطاير السنوي في الصين إلى حوالي 10 ملايين طن.

أهمية وإلحاحية التخلص من الرماد المتطاير


        يحتوي الرماد المتطاير على ملوثات عضوية مثل البنزو(أ)بيرين والبنزانثراسين والديوكسين، بالإضافة إلى معادن ثقيلة أخرى مثل الكروم والكادميوم والزئبق والرصاص والنحاس والنيكل، وهي نفايات صلبة شديدة الخطورة. الديوكسينات هي مركبات عضوية عطرية ثلاثية الحلقات مكلورة ذات تأثيرات سامة متعددة، وهي مسببة للتشوهات الخلقية ومسببة للسرطان ومسببة للطفرات بشكل لا رجعة فيه؛ الزئبق ومركباته شديدة السمية العصبية ويمكن أن تسبب أضرارًا خطيرة لأعضاء متعددة في جسم الإنسان. إذا لم يتم التخلص من الرماد المتطاير بشكل صحيح، فقد يتسبب في أضرار سامة خطيرة للبيئة. في عام 2018، بلغ حجم النفايات المنزلية في بكين 9.751 مليون طن، وبلغ إنتاج الرماد المتطاير حوالي 120,000 طن، في حين أن سعة حفرة الدفن الآمنة للشركة الوحيدة في بكين التي تستوفي شروط دفن الرماد المتطاير، وهي شركة GTC Beijing Eco Island Technology Co. الشركة الوحيدة في بكين التي يمكنها تلبية شروط دفن الرماد المتطاير، وهي شركة Beijing Ecological Island Technology Co. لذلك، هناك حاجة ملحة لإيجاد طريقة فعالة للتخلص من الرماد المتطاير بشكل فعال والحفاظ على موارد الأراضي.

صعوبات تكنولوجيا التخلص من الرماد المتطاير


        يختلف إنتاج ومكونات النفايات المنزلية اختلافًا كبيرًا عن نظيراتها في البلدان المتقدمة، مما يجعل لها خصائص مختلفة.

        1. ارتفاع نسبة عنصر الكلور. تتفاعل المواد الحمضية، مثل كلوريد الهيدروجين الناتج عن حرق المواد البلاستيكية المكلورة الموجودة في النفايات المنزلية، مع المواد القلوية في نظام تنقية غازات المداخن لتدخل في الرماد المتطاير، كما يتراكم الملح الموجود في النفايات الغذائية في الرماد المتطاير. يعد المحتوى العالي من الكلور إحدى أبرز خصائص الرماد المتطاير في الصين، فعلى سبيل المثال، يتجاوز محتوى الكلور في الرماد المتطاير في منطقة بكين 20٪، ويوجد الكلور في الرماد المتطاير بشكل أساسي في صورة أملاح الكلور القابلة للذوبان، مثل كلوريد الصوديوم وكلوريد البوتاسيوم وكلوريد الكالسيوم، إلخ.

        2. التركيب معقد ويتقلب بشكل كبير. بالإضافة إلى المعادن الثقيلة والديوكسينات والمواد السامة والضارة الأخرى، يحتوي الرماد المتطاير أيضًا على الكالسيوم والسيليكون والألومنيوم وأكاسيد الحديد وأملاح الكلور وعناصر الكربون والكبريت والفوسفور. يتقلب محتوى كل مادة (عنصر) في الرماد المتطاير بشكل كبير مع تغيرات مكونات النفايات المنزلية والمواسم وظروف الحرق ومستوى تنقية غازات المداخن، وما إلى ذلك، مما سيؤدي إلى صعوبات كبيرة في التخلص من الرماد المتطاير ومعالجته.

تحليل الوضع الحالي لتكنولوجيا التخلص من الرماد المتطاير
 


        1. الوضع العام للتكنولوجيا. وفقًا للمواصفات الفنية الخاصة بمكافحة تلوث الرماد المتطاير الناتج عن حرق النفايات المنزلية (مسودة قيد المراجعة) التي تعمل وزارة البيئة على وضعها، ينقسم التخلص من الرماد المتطاير إلى طريقتين: الدفن في المكبات والاستفادة من الموارد. يعد الدفن في مكبات النفايات الطريقة التقليدية للتخلص من الرماد المتطاير، في حين أن الاستفادة من الموارد هي طريقة معالجة جديدة تم تطويرها في السنوات الأخيرة. قبل التخلص من الرماد المتطاير في مكبات النفايات أو الاستفادة من الموارد، يلزم إجراء معالجة مسبقة مناسبة للرماد المتطاير. تشمل تقنيات المعالجة المسبقة الحالية للرماد المتطاير الغسل بالماء، والتصلب/التثبيت، والتلبيد بدرجة حرارة عالية، والصهر بدرجة حرارة عالية، والانحلال الحراري بدرجة حرارة منخفضة. 
        ومن بينها، تشير تقنية التصلب/التثبيت والدفن إلى إضافة مكونات سامة وخطرة إلى الرماد المتطاير لتغطيتها أو جعلها تبدو خاملة كيميائيًا، ثم نقلها إلى مكب النفايات لدفنها. تتمثل تقنية التخلص المشترك في أفران الأسمنت في استخدام الرماد المتطاير كمواد خام للأسمنت بعد غسله (إزالة ملح الكلور)، ثم تحلل الديوكسينات تمامًا من خلال الحرق بدرجة حرارة عالية في فرن الأسمنت، وتصلب المعادن الثقيلة وتثبيتها في كلنكر الأسمنت، بينما تتم معالجة مياه الصرف الناتجة عن الغسل وإعادة استخدامها. تتمثل تقنية التلبيد بدرجة حرارة عالية في خلط الرماد المتطاير أو المواد الخام مثل النفايات الصلبة الصناعية أو الطين، والتي يتم تسخينها إلى درجة انصهار الرماد المتطاير بعد إضافة مواد مضافة مثل مواد التسييل والمواد الرابطة لتشكيل مادة صلبة كثيفة خفيفة الوزن يمكن استخدامها كحبيبات خزفية. تتكون تقنية الصهر بالبلازما من خليط من الرماد المتطاير أو المواد الخام مثل النفايات الصلبة، مع إضافات، ثم يتم تسخينها إلى درجة انصهار الرماد المتطاير باستخدام مصدر حرارة يولده شعلة البلازما، ثم يتم تبريدها لتشكيل جسم زجاجي كثيف. تتضمن تقنية الانحلال الحراري منخفض الحرارة إزالة الديوكسينات من الرماد المتطاير عند درجات حرارة منخفضة ثم استخدامه كمواد خام بديلة لإنتاج منتجات مواد البناء. بشكل عام، تُستخدم تقنية التصلب/التثبيت-الطمر الآن على نطاق واسع في التخلص من الرماد المتطاير المحلي؛ ويُعد التخلص المشترك في أفران الأسمنت تقنية لاستغلال موارد الرماد المتطاير
 

        تتضمن النسخة الجديدة من ”القائمة الوطنية للنفايات الخطرة“، التي دخلت حيز التنفيذ في 1 أغسطس 2016، عملية التخلص من الرماد المتطاير في مدافن النفايات المحلية والمعالجة المشتركة في أفران الأسمنت ضمن إدارة قائمة الاستثناءات، مما يشير إلى أن تقنية التصلب/التثبيت والتخلص في مدافن النفايات والمعالجة المشتركة في أفران الأسمنت هما التقنيتان السائدتان للتخلص من الرماد المتطاير المعترف بهما من قبل الحكومة الصينية.

        (1) التصلب/التثبيت - المكب. وفقًا لمعيار مكافحة تلوث مكبات النفايات الخطرة (GB18598-2001)، يمكن دفن الرماد المتطاير في مدافن النفايات الخطرة بعد استيفاء حدود التحكم في التثبيت، كما ينص معيار التحكم في تلوث مدافن النفايات المنزلية (GB18598-2008)، الذي تم تنقيحه وإصداره في عام 2008، على أنه يمكن دفن الرماد المتطاير في وحدات منفصلة من مدافن النفايات بعد المعالجة المسبقة لاستيفاء متطلبات القبول. مدفن النفايات.

        المعالجة/التثبيت هي تقنية المعالجة المسبقة للتخلص من الرماد المتطاير في مدافن النفايات، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في التحكم في ترشيح المعادن الثقيلة في الرماد المتطاير والحد منه. تشمل تقنية المعالجة/التثبيت بشكل أساسي طريقة المعالجة بالأسمنت وطريقة التثبيت الكيميائي، وقد تم الإبلاغ عن طريقة التثبيت الكيميائي بشكل متكرر في السنوات الأخيرة نظرًا لزيادة حجمها الصغيرة وتأثير المعالجة الأفضل، ويمكن تقسيم المواد الكيميائية الشائعة الاستخدام إلى فئتين غير عضوية وعضوية، وتشمل المواد الكيميائية غير العضوية بشكل أساسي الجبس والفوسفات والكبريتيد (ثيوكبريتات الصوديوم، كبريتيد الصوديوم)، الفيرات، السيليكات، هلام السيليكا، الجير، إلخ، أما المواد الكيميائية العضوية فتشمل بشكل أساسي أملاح الميركابتوامين، البوليمرات المرتبطة بـ EDTA، السيترات، البولي فوسفات، مشتقات الكيتوزان، إلخ.
        المعالجة بالتصلب/التثبيت - يُعد الدفن في المكبات حالياً طريقة شائعة للتخلص من الرماد المتطاير المحلي، ولكن لا تزال عملية المعالجة المسبقة قبل الدفن تفتقر إلى مواصفات تقنية موحدة، لذا تعمل وزارة الإسكان والتنمية الحضرية والريفية على حشد الجهات المعنية لتسريع عملية وضع «معايير تقنية معالجة الرماد المتطاير الناتج عن حرق النفايات المنزلية بالتصلب/التثبيت».

        (2) التخلص المشترك في أفران الأسمنت. في تطبيق تقنية التخلص المشترك في أفران الأسمنت، تم بناء خطي إنتاج للتخلص من الرماد المتطاير في الصين بطاقة إنتاجية سنوية إجمالية تبلغ 70,000 طن، وقد وصل كلاهما إلى معايير الإنتاج والتشغيل المستقر.

        بعد اعتماد التخلص المشترك من الرماد المتطاير في أفران الأسمنت، أصبحت سمية الترشيح للمعادن الثقيلة في كلنكر الأسمنت تفي بالمتطلبات القياسية للمواصفات الفنية للتخلص المشترك من النفايات الصلبة في أفران الأسمنت (GB30760-2014)، كما أن تركيز الملوثات في انبعاثات غاز المداخن أقل من القيمة الحدية المحددة في معيار التحكم في تلوث التخلص المشترك من النفايات الصلبة في أفران الأسمنت (GB30485-2013)، وتفي جودة الأسمنت بمعيار الأسمنت السيليكاتي العام (GB175-2008).

        بفضل مزايا التخلص الكامل من النفايات، وعدم التسبب في تلوث ثانوي، والاستفادة من الموارد، حظيت تقنية التخلص المشترك من الرماد المتطاير في أفران الأسمنت بتقدير الجهات الحكومية، وتم إدراجها في «القائمة الوطنية للتقنيات المتطورة لمنع التلوث» في مجال إدارة النفايات الصلبة، الصادرة عن وزارة حماية البيئة السابقة في عام 2017، وكذلك في «دليل التقنيات والمنتجات المشجعة للترويج والتطبيق في صناعة مواد البناء» الصادر عن وزارة الصناعة وتكنولوجيا المعلومات (إصدار 2018-2019)، وهو برنامج وطني لتشجيع الترويج لتقنيات حماية البيئة وتطبيقها.

        3. مقارنة بين التقنيات السائدة. تتمتع تقنيات المعالجة/التثبيت - الدفن وتقنيات التخلص المشترك في أفران الأسمنت بمزايا خاصة بها، وتظهر نتائج مقارنة شاملة من حيث المخاطر البيئية والموثوقية والاقتصاديات وغيرها في الجدول.

        وكما هو موضح في الجدول أدناه، تتمتع تقنية التخلص المشترك في أفران الأسمنت بمزايا واضحة مقارنة بتقنية التصلب/التثبيت - الدفن في مكبات النفايات، وذلك بسبب ارتفاع معدل إعادة تدوير الموارد، وانخفاض المخاطر البيئية، وعدم احتلال الأراضي.

        تحليل اتجاهات تطور تكنولوجيا التخلص من الرماد المتطاير


        1. التكنولوجيا السائدة. تُعد تقنية التثبيت/التصلب والتخلص في مدافن النفايات الطريقة الرئيسية للتخلص من الرماد المتطاير في الصين، إلا أن هذه التقنية تستهلك موارد أرضية قيّمة، كما أن الديوكسينات شديدة السمية والمعادن الثقيلة لا تزال موجودة، وهناك مخاطر بيئية محتملة. وفي المستقبل، ومع تحسن المعايير والتقنيات ذات الصلة، يمكن تطبيقها في المدن الصغيرة والمتوسطة الحجم التي تنتج كميات قليلة من الرماد المتطاير وتتمتع بموارد أرضية وفيرة نسبيًا.

        تستخدم تقنية التخلص المشترك في أفران الأسمنت أفران الأسمنت للتخلص من الرماد المتطاير، مما يحقق التخلص الآمن من الرماد المتطاير واستغلال موارده، ويحل مشكلة ”القمامة المحيطة بالمدينة“ و”طريق الكيلومتر الأخير“ مع تعزيز التنمية التحولية الخضراء لصناعة الأسمنت، مع فوائد اجتماعية وبيئية كبيرة. بفضل التكنولوجيا الناضجة ونظام المعايير المثالي، يعد التخلص المشترك من الرماد المتطاير في أفران الأسمنت هو التكنولوجيا المفضلة للمدن الكبيرة والمتوسطة الحجم التي تضم مصانع أسمنت، وله آفاق تطوير جيدة.

        في الوقت الحالي، قامت شركة Beijing GTC Lushui Environmental Protection Technology Co., Ltd. التابعة لمجموعة GTC بتطوير تكنولوجيا كاملة للتخلص المشترك من الرماد المتطاير في أفران الأسمنت بعد سنوات من البحث والتطوير بدعم فني من Beijing General Research Institute of Building Materials Science Co.

        2. تقنيات أخرى ذات صلة. تتميز تقنية التلبيد عالي الحرارة بمعدل تحلل عالٍ للديوكسين يزيد عن 95٪ في الرماد المتطاير، ويكون المنتج المتلبد مادة صلبة خفيفة وكثيفة يمكن استخدامها كحبيبات خزفية؛ إلا أن مسار العملية في هذه التقنية أكثر تعقيدًا، ومعالجة الغازات المتبقية أصعب، كما ينتج عنها المزيد من الرماد المتطاير الثانوي، وهناك العديد من المشكلات التقنية التي يتعين التغلب عليها.

        يمكن أن يؤدي استخدام الصهر بالبلازما إلى تحلل الديوكسينات والملوثات العضوية الأخرى في الرماد المتطاير تمامًا، وفي النهاية إنتاج خبث زجاجي غير سام وغير ضار يمكن استخدامه مباشرة في مواد البناء، ولكن هذه التقنية، بسبب التكلفة العالية للتخلص منها، والصعوبات التقنية، ومشكلة الرماد المتطاير الثانوي، لا تزال حاليًا في مرحلة التخلص على نطاق صغير، ولا يزال أمام هذه التقنية طريق طويل لتعزيز تطبيقها.

        تعد تقنية إزالة السموم بدرجة حرارة منخفضة حاليًا قيد البحث في عدد قليل نسبيًا من الوحدات، ولا تتمتع بدرجة عالية من النضج التقني، ويعد التحلل بدرجة حرارة منخفضة للديوكسينات والتحكم في تلوث المعادن الثقيلة المتطايرة العائق الرئيسي أمام هذه التقنية.

        لمعرفة المزيد عن آلات إعادة تدوير بطاريات الليثيوم, مرحبًا بكم في قسم ”التركيز“ على هذا الموقع:
https://www.lithiumbatterybroken.com/.

هل تريد معرفة المزيد عن آلية إعادة تدوير بطاريات الليثيوم؟ نرحب بمتابعة هذا الموقع، ويرجى ذكر المصدر عند إعادة النشر: https://www.lithiumbatterybroken.com/ar/company/146.htmlشكرًا لك!