بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
مدیریت پسماند حاصله از معدن کاری زغال در البرز مرکزی (زیر ادب)
چکیده :
در بسیاری از مناطق جهان که معدن کاری زغال صورت میگیرد، پسماند بسیاری تولید می شود که می تواند خطرات جبران ناپذیری را برای محیط زیست، به همراه داشته باشد. در این تحقیق به بررسی اثرات زیست محیطی کارخانه زغال شویی البرز مرکزی پرداخته شده است که سالیانه میلیون ها تن پسماند تولید می کند. رویکرد اصلی تحقیق آلودگی های ناشی از پسماندهای زغال سنگ می باشد که بتوان راه حل بهتری را برای دور نگه داشتن باطله ها از محیط زیست به دست آورد. گزینه های انتخاب شده برای مدیریت پسماند زغال سنگ بازیافت، لند فیل و سوزاندن و معیارهایی که در نظر گرفته شده فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی می باشد. بدین منظور با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی و ترکیب آن با روش فازی و تاپسیس و نرم افزار EXDert choice گزینه بازیافت برای مدیریت پسماند زغال سنگ انتخاب شده است.
کليد واژه: زغال سنگ، مدیریت پسماند، باطله، محیط زیست.
۱. مقدمه کارخانه زغال شویی در منطقه زیراب در منطقه کوهستانی البرز مرکزی واقع شده است که حدود ۱۹۰ کیلومتری از تهران قرار دارد. معادن زغال سنگ تخمین زده در کوه های البرز در منطقه شمال ایران حدود ۳۷۰۰ میلیون تن میباشد. در اثر فعالیت های کارخانه زغال شویی مقادیر زیادی زائدات تولید می شود که شامل پساب های خروجی و باطله های حاصل از معدن کاری می باشد. سالیانه حدود ۶۰۰۰۰ تن باطله و ۱۹۰۰۰۰ متر مکعب پساب از کارخانه زغال شویی تولید می شود که به همراه خود دارای آلاینده ها و فلزات سنگینی مانند کروم، نیکل، آرسنیک، منگنز، و سطح آب زیرزمینی در اکثر مناطق بالا است، می تواند دلیلی جهت ورود مقدار زیادی آلاینده به منطقه شود. در نتیجه مکان دفع پسماندهای حاصله از فعالیت های زغال شویی و فراوری زغال در منطقه می تواند منبع بزرگی از آلودگی ها را برای منابع آب های سطحی و زیرزمینی به وجود آورد. اکسیداسیون کانی سولفیدی پیریت و دیگر سولفید های معدنی همراه زغال، تولید زهاب های اسیدی معدنی در منطقه می کند. در اثر اسیدی شدن آب های منطقه به واسطه تولید زهاب اسیدی معدن، فلزات سنگین، سولفات، فسفات و فلزات حل شده، از این منطقه شسته می شوند و در نتیجه سبب آلودگی منابع آبی می شوند که خطراتی را در بر خواهند داشت. همچنین رسوبات بستر رودخانه با فلزات سنگین غنی شده است که می تواند مرتبط با باطله های مربوطه هم باشد. از این رو با استفاده از
مدل های بهینه سازی می توان به مدیریت هر چه بهتر پسماندهای کارخانه زغال شویی البرز مرکزی پرداخت.
۲. روش تحقیق
۲، ۱. مدل های بهینه سازی مدل های بهینه سازی از دوران نهضت صنعتی در جهان و بخصوص از زمان جنگ دوم جهانی مورد توجه ریاضیدانان و دست اندرکاران صنعت بوده است. تاکید اصلی بر مدل های کلاسیک بهینه سازی، داشتن یک معیار سنجش (یا یک تابع هدف) میباشد. آنچه که در دهه های اخیر توجه متحققین را به خود جلب کرده است مدل های چند معیاره (MCDM) برای تصمیم گیری های پیچیده می باشد. در این تصمیم گیری ها به جای استفاده از یک معیار سنجش بهینگی از چندین معیار سنجش ممکن استفاده می شود. این مدل های تصمیم گیری به دو دسته تقسیم می شوند: مدل های چند هدفه (MODM) و مدل های چند شاخصه (MADM). مدل های چند هدفه جهت طراحی به کار می روند، در حالی که مدل های چند شاخصه به منظور انتخاب گزینه برتر استفاده می گردند. اصغر پور(۱۳۸۹)
روش MCDM یکی از بخش های اصلی تئوری تصمیم گیری و تجزیه تحلیل میباشد. MCDM یکی از روش های تجزیه و تحلیل برای ارزیابی مزایا و مضرات آلترناتیو ها بر اساس چند معیاره می باشد. هدف، کمک به تصمیم گیرنده ها برای رو به رو شدن با مشکلات می باشد تا یک راه حل را برای اقدام مشکلات مشخص کند.
.در حالی حاضر در بسیاری از زمینه هایی تحقیقاتی این روشی مورد استفاده قرار گرفته است. او آتارا روشی که در این تحقیق برای مدیریت پسماندهای زغال سنگ در نظر گرفته شده است ترکیبی از روش های تحلیل سلسله مراتبی (AHP) و فازی تاپسیس میباشد که در ادامه به توضیح مختصری از آنها پرداخته شده است.
۲، ۲. روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) تکنیک AHPنخستین بار توسط توماس ساعتی در سال ۱۹۸۰ مطرح شد. این تکنیک به طور گسترده در حوزه های مختلف تصمیم گیری چند معیاره از قبیل ارزیابی، برنامه ریزی و توسعه، تصمیم گیری، پیش بینی و ... بکار گرفته شده است.ای وای (۲۰۰۸)" در تکنیک AHP یک مسئله پیچیده به تعدادی مسئله ساده تقسیم می شود؛ بدین ترتیب یک مسئله پیچیده بصورت سلسله مراتبی از مسائل ساده تر ساختاردهی و ساده سازی می شود به گونه ای که هدف نهایی در بالاترین سطح سلسله مراتب و گزینه های تصمیم در پایین ترین سطح قرار می گیرند. پس از تشکیل سلسله مراتب، رتبه بندی معیارها با استفاده از مقایسات زوجی و با بکارگیری مقیاس ارجحیت نه تایی ساعتی انجام می شود. مزیت مقایسات زوجی این است که فرد تصمیم گیرنده فارغ از سایر گزینه ها تنها به اولویت بندی دو گزینه مورد مقایسه میپردازد. باسا که سنر، م (۲۰۰۶)" پس از تعیین وزن معیارها نوبت به مقایسات زوجی گزینه های تصمیم و تعیین اولویت آن ها با توجه به تک تک معیارها می رسد.
یک فرآیند AHP شامل مراحل زیر است :
۱. بیان مسئله و تعیین هدف. ال حربی (۲۰۰۱)"
۲. تشکیل سلسله مراتب مسئله. ال حربی (۲۰۰۱)
۳. تشکیل ماتریس مقایسات زوجی (A) برای سطوح مختلف سلسله مراتب. ال حربی (۲۰۰۱) و ساعتی. ت (۱۹۸۰) تکمیل ماتریس ها بر اساسی جدول ترجیحات نه گانه ساعتی . اگر مجموعه ای از معیارهای تصمیم باشد، نتیجه مقایسات زوجی در ماتریس n*n بنام ماتریس A نشان داده شده است که در این ماتریس هریک از مولفه های ماتریس A یعنی aij، حاصل تقسیم وزن معیار ai بر وزن معیار aj است. امیری م. پ (۲۰۱۰). خارج قسمت این تقسیم در قالب جدول ۱ (دو عن رن لیو (۲۰۰۵)) ارجحیت نه تایی ساعتی ارائه شده است.
همین روند برای گزینه ها نیز تکرار می شود.
۴. محاسبه وزن های نسبی معیارها و گزینه ها (بردار وزن ماتریس ها W1, W2,...,Wi
5. آنالیز سازگاری. این کار با استفاده .از مقدار ویژه ماتریس انجام می شود . ساعتی ت 1980
از تقسیم ایندکس سازگاری( Random Index (RI , سازگاری بدست می آید. اگر نرخ سازگاری کمتر از ۰۰/۱ باشد نشان دهنده ی این است که قضاوت های انجام گرفته سازگار هستند. پایر سی ای (۲۰۱۱) در غیر این صورت لازم است که در قضاوت ها تجدید نظر شود.
در پایان از تلفیق اوزان نسبی گزینه ها و معیارها گزینه برتر شناسایی میگردد.
به طور قطعی میتوان یک عدد فازی را بکار برد. اونت اس (۲۰۰۸)". در واقع در ماتریس تصمیم تاپسیسی فازی،
از عبارت های زبانی به جای اعداد قطعی استفاده می شود و در ادامه این عبارت های زبانی به اعداد فازی ترجمه می شوند.
۲، ۳. فازی تاپسیس اغلب اختصاص یک عدد مشخص به یک آلترناتیو، در ارتباط با یک معیار برای تصمیم گیران کاری دشوار است. مزیت استفاده از رهیافت فازی در اینچنین وضعیتی این است که برای بیان اهمیت نسبی گزینه ها، بجای یک عدد جدول زیر عبارت های زبانی و اعداد فازی معادل و نیز توابع عضویت آن ها که در این تحقیق (برای بیان ترجیحات گزینه ها نسبت به معیارها) مورد استفاده قرار گرفته اند را نشان می دهد. متین داگ دوایرن (۲۰۰۹)
یک عدد فازی مثلثی مانند A را میتوان بصورت یک دسته سه تایی ( 3a1,a2, a) نشان داد. مفهوم عبارت فوق
در شکل زیر تشریح و نشان داده شده است.
اگر دو عدد فازی مثلثی باشند، آنگاه:
همچنین فاصله میان این دو عدد به روش ورتکس از فرمول زیر قابل محاسبه است:
سایر مراحل و عملیات تاپسیسی فازی بدین شرح است:
۱. ماتریس تصمیم را با استفاده از اعداد فازی تشکیل داده.
2- ماتریس فوق را با ضرب هریک از مولفه ها در وزن معیار مربوطه موزون کرده.
۳. آلترناتیو های ایده آل منفی و مثبت تعیین می شود.
۴. فاصله اقلیدسی هر گزینه از گزینه ایده آل با استفاده از فرمول محاسبه می شود.
۵. ضریب نزدیکی هر گزینه به راه حل ایده آل محاسبه می شود.
۶. گزینه ها بر اساس شاخص نزدیکی اولویت بندی می شود. اونت اس (۲۰۰۸)
۲، ۴. معیار ها و گزینه های مورد نظر بررسی ادبیات در استفاده از تکنیک MCDM برای پسماند زغال سنگ بر اساس جهار معیار فنی، اقتصادی،اجتماعی و زیست محیطی می باشد. کایات (۲۰۱۱)
معیارهایی که انتخاب شده است به صورت زیر می باشد:
۱. ظرفیت، که به دو دسته روزانه و نهایی جدا شده است.
۲. آلودگی زیست محیطی که اعم از خاک، آب و هوا میباشد.
3-بازیافت یا تعریف دقیق تر آن استحصال مواد و انرژی .
4-تجهیزات موررد استفاده
۵. دانش تکنولوژی
۶. سازگاری زغال سنگ
۷. دید اجتماعی ۸ زمین مورد نیاز
۹. هزینه
گزینه هایی که برای مدیریت پسماند زغال سنگ انتخاب شده است بازیافت، لند فیل 9 سوزاندن *ܦ باشد. که به طور مختصر توضیح داده شده است.
۱. بازیافت: اقتصاد بازیافت، در اصل نوعی از اقتصاد زیست محیطی است که به جای مکانیسم سنتی، نیاز به قوانین اکولوژیکی برای هدایت فعالیت های اقتصادی جامعه انسانی دارد.
