کارخانه های زباله سوز در  شهر وین پایتخت اتریش

​​کارخانه های زباله سوز چگونه و طی چه مراحلی کار می کنند .

۱- مرحله دریافت و آماده سازی زباله :

زباله های شهری را که با کامیونهای زباله کش حمل می‌شوند در جایگاه زباله تخلیه کرده و ابتدا قسمت های درشت و یا قابل بازیافت جدا می‌شوند. در این مرحله با چنگک های قوی مغناطیسی  (آهنربایی ) قطعات آهنی را از زباله ها جدا کرده و بازیافت میکنند و باقیمانده زباله که قابل بازیافت نیستند جمع آوری و با کامیون زباله کش برای سوخت در اختیار کارخانه زباله سوز قرار می گیرد.  اقلام بزرگ‌تر زباله به قطعات کوچکتر شکسته شده و به مرحله بعدی هدایت می‌شوند .

البته باید توجه داشت که اکنون مراحل بازیافت زباله در شهر وین را از خانه ها شروع میکنند. شهرداری کیسه  های مخصوص به هر خانواده داده که روی آنها عکس شیشه ، قوطی فلزی، بطری پلاستیکی و قوطی های شیر و آب میوه ها که در جدار داخلی آنها لایه فلزی است قرار دارد و از اهالی خواسته که در خانه این نوع زباله های قابل باز یافت را در این کیسه های مخصوص جمع آوری زباله قابل بازیافت بریزند تا پس از جدا شدن بوسیله شرکت بازیافت هر کدام به کارخانه مخصوص آن قسمت فرستاده شود . 

۲- مرحله تغذیه و احتراق :

زباله ها پس از خرد شدن و مخلوط شدن روی جایگاه مخصوصی سوزانده می‌شوند تا بر اثر گرما تبدیل به بخار شوند. این عمل در دمای بالا و تحت کنترل انجام می‌گیرد تا تولید مولکولهای خطرناک کاهش یابند .

۳- مرحله تولید برق و گرما ( CHP ):

بخار تولید شده با دمای بالا ( حدود 400 درجه سانتیگراد) در اثر برخورد با فشار بالا به توربین، برق تولید می‌کند و گرمای باقیمانده در آب حاصل، وارد شبکه ی آبگرم شهر و یا فرآیندهای صنعتی میشود .در شهر وین این گرما بخش بزرگی از گرمایش شهری را تأمین می کند.

۴- مرحله تصفیه گازهای تولید شده در کارخانه برای جلوگیری یا کاهش آلودگی محیط زیستی :

گازهای حاصل از احتراق زباله در چند مرحله پاک سازی می شوند ،

۱- کاهش اکسید های حاصل از عناصر غیر فلزی که عمده ترین آنها عبارتند از،
  *اکسید های نیتروژن که چند نوعند و دارای فرمول کلی ( N2Ox ) می باشند.
  *اکسیدهای گوگرد که دارای فرمول کلی ( SOx ) می باشند.
  *اکسیدهای کربن که با فرمول کلی( COx ) میباشند.

با عبور گازهای حاصل از مخزن آب ، این نوع گازهای مضر برای محیط زیست، با آب ترکیب و تولید اسید میکنند و از وارد شدن آنها به طبیعت جلوگیری میشود.همچنین می‌توان در آزمایشگاههای مجهز این اسیدها را هم تفکیک و از آنها در صنایع استفاده نمود.

۲-  شستشوی بخارات در محلول اسیدی برای جدا کردن بخار فلزات سنگین. محلول داخل این مخزنها به غلظت کافی که برسند به آزمایشگاه فرستاده می‌شوند تا عناصر فلزی با ارزش از آنها جداشوند.

۳- جذب جیوه و دی اکسین ها به وسیله کربن فعال.
۴-  فیلتر کردن پارچه ای با الکترو استاتیک که این مرحله برای کنترل انتشار گازهای باقیمانده بسیار حیاتی است .

۵- مرحله مدیریت خاکستر :

خاکستر ته دیگ ( Bottom ash ) معمولا قابل باز یافت در مصالح ساختمانی است .
خاکستر سبک ( Fly ash ) حاوی آلاینده ها ست و به عنوان پسماند خطرناک مدیریت میشود.

توضیحاتی در مورد استفاده از کارخانه زباله سوز اشپیتلا (Spittelau ) در شهر وین اتریش:

این کارخانه سالهاست که گرما و برق شهری تولید می کند و مقدار قابل توجهی از گرمایش شهر وین و حتی سامانه سرمایش منطقه ای را تأمین می نماید. منابع رسمی در وین میگویند این تاسیسات قادرند سالانه گرمایش حدود ۶۰ هزار خانواده را پوشش دهند . بنابراین می‌توان بطور خلاصه عنوان کرد که کارخانه های زباله سوز شهر وین و بویژه اشپیتلا با توان ظرفیت حرارتی بالای خود نقش پایه ای در مدل گرمایش شهر وین دارند.

 

مزایا و معایب زیست محیطی کارخانه های زباله سوز

مزایا :

۱- سوزاندن زباله در کارخانه زباله سوز باعث کاهش دفن زباله در زمین ( Landfill ) می شود.
۲-  جلوگیری از تولید مقدار زیاد گاز متان که یکی از گازهای آلوده کننده محیط زیست بر اثر دفن زباله در گودالها است، چراکه با سوختن زباله در کارخانه، گاز متان نیز میسوزد و از این نظر از آلودگی محیط زیست جلوگیری می‌کند .
۳- گازهای گلخانه ای کمتری نسبت به شیوه دفن کردن زباله تولید میشود. تحقیقات نشان می‌دهند در این روش، حدود ۳۰٪ ( سی درصد) کاهش گازهای گلخانه ای نسبت به دفن زباله وجود دارد، در نتیجه سوزاندن زباله در کارخانه در حفظ محیط زیست و هوا مفید تر می‌باشد .
۴- بازیابی انرژی :تولید برق و بویژه گرمایش منطقه ای در این شیوه، به جای تولید همان مقدار انرژی از سوخت های فسیلی موجب کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می گردد.
استفاده از ( CHP ) به معنی استفاده توأم انرژی گرمایی و انرژی برق، کارآیی کل را نیز بسیار بالا میبرد .

معایب :

۱- تولید CO2 دی اکسید کربن و آلودگی هوا:

 حتی با پاک سازی پیشرفته در طی مراحل چندگانه سوزاندن زباله ، CO2 و مقادیر ناچیزی از آلاینده های خطرناک  NOx ‚ N2Ox (فلزات سنگین ، دی اکسین ها) در صورت مدیریت نامطلوب تولید می گردد .
۲- ایجاد وابستگی به جریان زباله :
در شهرهایی که بیش از اندازه بر روی سوزاندن زباله سرمایه گذاری می کنندممکن است انگیزه و تمایل مردم را به کاهش زباله و بازیافت کم کنند. به همین علت برخی از شهرهای اروپایی به دنبال کمتر سوزاندن زباله و بیشتر روی آوردن به بازیافت و درمان زیستی ( تصفیه زیستی ) هستند .
لازم به یادآوری است که درمان زیستی یا تصفیه زیستی (Biological Treatment) در بازیافت زباله‌های شهری یکی از روش‌های مهم و پایدار مدیریت پسماند است که بر پایه‌ی فعالیت میکروارگانیسم‌ها (باکتری‌ها، قارچ‌ها و سایر تجزیه‌کننده‌های طبیعی) انجام می‌شود. هدف این روش، تجزیه و تبدیل مواد آلی زباله به محصولات قابل استفاده و کم‌ضرر برای محیط زیست است که در زیر بطور خلاصه مراحل و انواع درمان زیستی را در زباله شهری توضیح می‌دهیم : 

۱. هدف و نحوه کار:

درمان زیستی بر پایه‌ی تجزیه مواد آلی (مثل ضایعات غذایی، سبزیجات، برگ درختان ، کاغذ، چمن و…) توسط میکروارگانیسم‌ها انجام می‌شود. نتیجه‌ی این فرایند، تولید موادی است مانند:
• کمپوستک (Compost) که کود آلی غنی از مواد مغذی برای خاک است
• بیوگاز (Biogas) شامل متان و دی‌اکسیدکربن، قابل استفاده برای تولید انرژی بعنوان سوخت
⸻
۲. روش‌های اصلی درمان زیستی:

الف) تصفیه هوازی (Aerobic Treatment)
• در حضور اکسیژن انجام می‌شود.
• زباله‌ها در شرایط کنترل‌شده (رطوبت، دما، تهویه) تجزیه می‌شوند.
• محصول اصلی: کمپوست و دی‌اکسید کربن.
• نمونه: فرایند کمپوست‌سازی (Composting) در کارخانه‌های بازیافت شهری یا خانگی.

ب) تصفیه بی‌هوازی (Anaerobic Treatment)
• در نبود اکسیژن و در راکتورهای بسته انجام می‌شود.
• میکروارگانیسم‌ها مواد آلی را به بیوگاز (عمدتاً متان) و لجن تثبیت‌شده تبدیل می‌کنند.
• بیوگاز می‌تواند برای تولید برق، گرما یا سوخت زیستی استفاده شود.
⸻
۳. مزایای درمان زیستی:

- کاهش حجم زباله‌های دفنی
- تولید انرژی تجدیدپذیر (بیوگاز)
- تولید کود آلی مفید برای خاک
- کاهش آلودگی‌های ناشی از دفن زباله
- بهبود بهداشت شهری و کاهش بوی نامطبوع
⸻
۴. ترکیب با سایر روش‌ها:
در سیستم‌های مدرن بازیافت شهری، درمان زیستی معمولاً در کنار جداسازی مکانیکی و بازیافت فیزیکی انجام می‌شود (سیستم‌های موسوم به MBT – Mechanical Biological Treatment ‎).

کاربردهای و بازده انرژی حاصل از سوختن زباله ها در کارخانه های زباله سوز چگونه است ؟

۱- کارآیی الکتریکی نیروگاههای زباله سوز معمولا در حدود ۲۰ تا ۳۰٪ است اگر فقط برق تولید کند ، اما اگر گرما هم بازیابی و به شبکه گرمایش شهر داده شود ( CHP ) بازده کل مفید انرژی می تواند به ۶۰ تا ۸۰٪ برسد و حتی در بعضی پروژه ها تا ۹۰٪ در شرایط بهینه گزارش شده است.
این یعنی بهترین بهره برداری ، و آن زمانی اتفاق می افتذ که بتوان گرمای تولیدی را به صورت گرمایش منطقه ای یا صنعتی مصرف کرد .
۲- در عمل در وین کارخانه های زباله سوز گرمای باقیمانده بعد از تولید برق را به شبکه گرمایش شهری می دهند و بخشی از سرمایش منطقه ای از فن آوری هایی در همان مجموعه تأمین می شود ( مثل واحد های خنک کننده دیکتریک در ( Spittelau                

نکات فنی مهم 

هنوز بهترین اولویت مدیریت پسماند زباله:

- کاهش در مبدا
- ⁠بازیافت
- ⁠بازیابی بیولوژیک ( برای زباله های آلی )
- ⁠و در انتها بازیابی انرژی از راه سوزاندن باقیمانده زباله ها ست،
- ⁠در بسیاری شهرها تلاش می کنند که سوزاندن فقط برای باقیمانده غیر بازیافت زباله ها استفاده شود و این روش‌کمک به بهبود محیط زیست می کند .

اگرهدف کاهش آلودگی و انتشار گازهای گلخانه ای است ، بهترین نتیجه وقتی حاصل می شود که :
۱- تفکیک و بازیافت زباله ها با دقت زیاد باشد .
۲- ⁠نیروگاههای تبدیل زباله به انرژی WtE مدرن با CHP و تصفیه پیشرفته باشند .
۳- سیاستهای انگیزشی ( قوانین ، قیمت گذاری کربن ) وجود داشته باشد تا از وابستگی به سوزاندن جلوگیری کند.

 بنابر تحقیقاتی که از سال 1997 توسط مؤسسه "دلاور" و وزارت محیط زیست المان انجام شده است، در صورتیکه بخش تصفیه گازهای خروجی کارخانه زباله‌سوزی حذف شود، میزان گازهای سمی و ذرات معلق آلاینده‌ای که توسط یک زباله‌سوز برای تولید برق و گرما تولید می‌شود، از میزان آلایندگی و گازهای سمی یک کارخانه مشابه با سوخت ذغال‌سنگ کمتر است و در حال حاضر با سیستم تصفیه‌ای که اتحادیه اروپا استانداردسازی کرده، این کارخانه‌ها میزان آلاندگی‌ای کمتر از کارخانه تولید برق و گرمای مشابه با سوخت گاز دارند.

وین جهنم زباله‌ها

پایتخت اتریش در مجموع 4 زباله‌سوزی مانند "شپیتلا" دارد که سالانه 900 هزار تن زباله شهری را سوزانده و از آن یک و نیم میلیون مگاوات برق تولید می‌کنند. زیر این شهر 1200 کیلومتر لوله‌کشی انجام شده تا سیستم گرمایشی به دو سوم خانه‌ها و ساختمان‌های شهر منتقل شود و هیچ نیازی به شوفاژ، بخاری یا هر نوع گرمایش ساختمانی نباشد.
از سال 2012 یک واحد تازه به زباله‌سوزی شپیتلا افزوده شده که آن را قادر مي‌سازد ساختمان‌ها را در تابستان خنک کند. این واحد در حال حاضر به تمام ساختمان‌های بیمارستانی، اداری و ساختمان‌های بزرگ تجاری خدمات خنک کننده می‌دهد. توان فعلی بخش سرمایشی زباله‌سوزی، 15000 مگاوات است که با آن از تولید سالانه 1447 تن دی‌اکسید کربن جلوگیری می‌شود.