بخشی از مقاله
چکیده _
مدیریت پسماند از جمله بزرگترین چالشها در مدیریت شهری بشمار می رود. رشد جمعیت، افزایش مصرف گرایی، محدودیت فضا و تخریب محیط زیست موجب پیچیده شدن راه حل برای این معضل گردیده است. محدودیت فضا، کم شدن دفن پسماند را سبب شده و افزایش نیاز به انرژی، استفاده از تکنولوژی های تولید توان از پسماند را ضرورت بخشیده است. نیروگاه زباله سوز از جمله راه حل های تولید انرژی از پسماند است که با آن می توان برای کل پسماندهای تولید شده برنامه ریزی نمود.
رطوبت بالای پسماندهای شهری موجب کاهش ارزش حرارتی است که این امر کاهش بازده نیروگاه را سبب می شود. پسماندهای آلی که حجم بالای زباله را تشکیل می دهند، می توانند در هاضم بیهوازی تولید گاز متان نموده و تولید انرژی را سبب شوند.
کل پسماند تولیدی ابتدا به نیروگاه زباله سوز انتقال یافته و تحلیل اکسرژی برای نیروگاه زباله سوز انجام گرفته است. با هدایت پسماندهای آلی به هاضم بیهوازی، تحلیل اکسرژی برای نیروگاه زباله سوز و هاضم بیهوازی، بار دیگر مقدار اکسرژی محاسبه شده است. بازده اکسرژی در نیروگاه زباله سوز در صورت انتقال پسماندهای آلی به هاضم بیهوازی به %11,67 افزایش یافت که این مقدار در صورت استفاده از همه پسماند در نیروگاه زباله سوز %9,3 محاسبه شده است.
.1 مقدمه
در سلسله مراتب مدیریت پسماند به ترتیب کاهش پسماند، استفاده مجدد از پسماند، بازیافت، استحصال انرژی، تصفیه، جلوگیری از انتشار و دفع پسماند قرار گرفتهاست. معمولا گزینههای تولید انرژی از پسماند با این سلسله مراتب هماهنگ و سازگار است. گزینههای عملی تبدیل پسماند میبایست زمانی مورد استفاده قرار گیرند که پسماندهای موجود را نتوان برای استفاده مجدد، بازیافت و یا بازفرآوری بعنوان یک منبع مواد اولیه، مورد استفاده قرار داد.
لغت یونانی اینسی نریت - Incinerate - به معنی سوزاندن و به خاکستر تبدیل کردن، امروزه معانی گسترده تری پیدا کرده است. به طور کلی هر فرآیندی که بتواند با سوزاندن مواد زائد جامد حجم یا وزن آنها را کاهش بدهد و به شکل مواد کم ضرر تبدیل کند، زباله سوز نامیده میشود. بسیاری از مواد زاید قابل سوزاندن بوده و محصول احتراق نیز گازهای بی ضرر است که به راحتی از دودکشها به اتمسفر فرستاده میشود و معمولا در چنین مواردی زباله سوز برای دفع مواد زاید روش بی خطری است
اولین تجربه سوزاندن زباله به انگلستان نسبت داده شده است که توسط دو مهندس امریکایی به نامهای هرنیک و گریلی در سال 1874 و با احداث یک زباله سوز شهری در ناتیگهام صورت گرفت.
نخستین کارخانه زباله سوز آلمانی طی سالهای 1894 تا 1096 و در پی ایجاد اپیدمی وبا تاسیس گردید و بعد از سال 1960 ساخت این کارخانه ها در آلمان توسعه یافت.
به طوری که در سال 1950 تعداد آن به 14 مورد رسید. تکنولوژی برتر برای تبدیل مواد زائد به انرژی از اواسط دهه 1970 ابلاغ گردید و در دهه آخر قرن بیستم گسترش زیاد یافت. اما محدودیت کنترل آلودگی از سال 1984 به بعد موجب رکود این صنعت شد. در بیشتر شهرهای جهان، تا سال های پیش از 1970 ، سوزاندن زباله که در هوای آزاد تلنبار شده بود معمول بوده است. لیکن در سالهای اخیر سوزاندن زباله با دستگاههای زباله سوز که نوعی روش شیمیایی برای کاهش زباله است، انجام میشود.
یکی از انواع مواد سوختی بیوگاز - biogas - یا گازهای حاصل از تخمیر - fermentation - یا هضم - digestion - بی هوازی مواد زائد گیاهی و فضولات دامی و انسانی به وسیله موجودات ذره بینی است که در نبود اکسیژن و نور و در حضور آب و در درجه حرارت معین و فشار محیط انجام می پذیرد. دسته ای از این موجودات ذره بینی، مواد آلی یادشده را که حاوی مواد هضم شده و هضم نشده ی لیگنوسلولزی هستند، نخست به کربوهیدراتها تبدیل نموده سپس این کربوهیدراتها به وسیله دسته دیگری از میکروارگانیسم ها به بیوگاز که مخلوطی از 50 تا 70 درصد متان - CH4 - ، اندکی کمتر از 50 تا 30 درصد گاز کربنیک - CO2 - و مقدار بسیار کمی سولفید هیدروژن - H2S - ، هیدروژن - H2 - ، ازت - N2 - و منو اکسید کربن - CO - و پاره ای از میکروکربن ها است، تبدیل می شوند
میتوان از پسماندهای آلی موجود در پسماند در هاضم بیهوازی برای تولید متان استفاده نمود. هاضم بیهوازی یکی از جذابترین روشها برای تولید انرژی از پسماند است
نتیجه هاضم بیهوازی شامل بیوگاز - منبع تجدیدپذیر تولید انرژی - و پسماند ارگانیک است. اگر مقدار جامد موجود در هاضم - Total Solid - بیشتر از %20 باشد به هاضم high solid AD گویند. این سیستم ها جایگزین خوبی برای سیستم های هاضم مرطوب که در آنها مقدار کل مواد جامد کمتر از %10 است می-باشد.
در این تحقیق از ویژگی های پسماند شهر رشت اسفاده شده است. دفنگاه زباله رشت بررسی شده است. آلاینده های حاصل از سوزاندن پسماند شبیه سازی شده و سیکل تولید توان در نرم افزار ASPEN/PLUS شبیه سازی شده و تحلیل اکسرژی بر همین اساس انجام گرفته است. نصف پسماند آلی تولیدی شهر رشت به هاضم بیهوازی انتقال داده شده و بازده انرژی و اکسرژی برای نیروگاه زباله سوز و هاضم بیهوازی بصورت همزمان محاسبه شده است. گاز خروجی از هاضم بیهوازی محاسبه شده و همراه با نیروگاه زباله سوز برای تولید توان در نظر گرفته شده است.
.2 پسماند شهر رشت
زباله های شهر رشت در سال 1363 به منطقه جنگلی سراوان انتقال یافت. این مکان در فاصله 20 کیلومتری جنوب شهر رشت - عرض جغرافیایی 37 درجه و 4 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 49 درجه و 37 دقیقه شرقی - واقع شده است. فاصله این محل تا جاده اصلی قزوین B رشت حدود 2 کیلومتر می باشد، ارتفاع این محل از سطح دریا 200 متر است که روزانه بیش از 850 تن زبال بصورت غیر اصولی در آن دفن میشود.
این محل دفن را نمی توان به عنوان یک محل دفن بهداشتی قلمداد نمود زیرا این محل فاقد اکثر معیارها و تجهیزات و تمهدات مورد نیاز محل دفن بهداشتی می باشد و این کمبودها شامل خاک پوششی مورد نیاز روزانه، حفاظ پوششی، زه کشی شیرابه، سیستم جمع آوری و تصفیه شیرابه و سیستم جمع آوری و تصفیه گاز می باشد. این محل تلنبار در یک دره دارای پوشش گیاهی طبیعی قرار دارد و مشابه همه مناطق شمالی ایران به علت گسترش جنگل سراوان درجنوب شرقی رشت، به وسیله جنگل احاطه شده است.
محل تلنبار زباله سراوان رشت براساس اصول مهندسی محل دفن طراحی و اجرا نشده است و فاقد اجزاء لازم برای محل دفن بهداشتی مانند لاینر، پوشش روزانه خاک، سیستم جمع آوری کننده گاز و شیرابه و سیستمهای تصفیه ای و سایر سیستمهای لازم برای دفن بهداشتی است. از مهمترین مسائل محیط زیست شناخته شده در این محل دفن می توان به آلودگی آبهای سطحی توسط انتشار شیرابه، نفوذ شیرابه به لایه های زیرین و احتمال آلودگی آبهای زیرزمینی، انتشار گاز در اتمسفر، تغذیه حیوانات بومی از زباله ها و آسیب به پوشش گیاهی و حیات وحش موجود اشاره نمود.
در این سناریو تمام پسماند تولید شده در شهر رشت در نیروگاه زباله سوز زباله سوز مورد استفاده قرار می گیرد. پسماند استفاده شده بصورت نشان داده شده در جدول 1 مورد استفاده قرار گرفته است.
جدول 1 درصد مواد تشکیل دهنده زباله های شهری در نیروگاه زباله سوز
.3 تحلیل اکسرژی نیروگاه زباله سوز برای تولید انرژی از همه پسماند شهری تولید شده
.3,1 مقدار آلاینده های تولیدی در نیروگاه زباله سوز
این مواد در کوره نیروگاه سوزانده شده و با توجه به جدول 2 مقدار آلاینده های تولیدی بصورت جدول 3 بدست می آید:
جدول 2 مقدار آلاینده تولیدی بر حسب نوع پسماند
جدول 3 آلاینده های تولیدی درنیروگاه زباله سوز در صورت سوزاندن همه مواد فلزات سنگین تولید شده نیز در شکل 1 نشان داده شده است.
