مقاله بررسی گاز متان متصاعد شده از زباله هاي شهري و اثرات آن بر محيط زيست و راه حلهاي آن

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
مقاله بررسي گاز متان متصاعد شده از زباله هاي شهري و اثرات آن بر محيط زيست و راه حلهاي آن در 19 صفحه ورد قابل ويرايش

مقدمه:

طي تحقيقات زيادي كه بر روي زباله هاي شهري صورت گرفته است به اين نتيجه رسيديم كه اين مواد محتوي تعداد زيادي كربن مي باشند وقتي اين مواد دفع مي گردند بوسيله ميكروارگانيرمهاي داخل زمين به گازهاي زيرزميني تبديل مي گردند كه تركيب اصلي اين گازها متان دي اكسيد كربن مي باشد. مقدارمتان موجود حدود 25 تا 22 درصد ودي اكسيد اكربن حدود 62 تا 60 درصد مي‎باشد

گاز ايجاد شده داراي مضرات زيادي مي‎باشد از آن جمله مي‎توان گفت كه انتشار متان از landfill ها منبع اصلي گازهاي گل خانه اي مي باشد كه عامل گرم شدن درجه حرارت زمين مي باشند همچنين بوي بد ناشي از H2s نيز باعث ازار مي گردد اين گازها مي‎توانند به نقصان و پوشش گياهي نيز آسيب برسانند در نتيجه اين گاز بايد از هوا حذف گردد ازسال 1992 بوسيله سازمان حفاظت محيط زيست آمريكا يك سري مقررات براي دفع گازهاي landfill ايجاد شده است روش كلي كه در زمينه دفع اين گازها وجود دارد سوزاندن آن بوسيله مي‎باشد اگر چه سوزاندن باعث مي‎شود تا قوانين سازمان حفاظت محيط زيست رعايت گردد ولي در حقيقت نوعي اتلاف انرژي صورت گرفته است. بدين صورت كه تحقيقات نشان داده است كه از بازيافت اين گازها حدود 13.5 مگاوات الكتريسيته توليد مي گردد. كه حدود 1.3 آن صرف تأمين انرژي خود نيروگاه مي گردد و بقيه آن براي استفاده صادر مي گردد كه حود 12.3 مگا وات مي‎باشد كه مي‎تواند سالانه انريژ حدود 17000 خانه را توليد كند.

روشهاي اندازه گيري متان:

رروشهاي مختلفي ارائه شده است كه بصورت اختصار به آن مي‎پردازيم

انتشار مي‎تواند از غلظت پروفيل هسته خاك محاسبه گردد
champer هاي استاتيكي و ديناميكي براي سايه سطحي landfill مي‎تواند مورد استفاده قرار گيرد
روش تعادل جرمي يا ميكروبيولوژيكي كه غلظت پروفيل را در سطح بايد landfill به ما مي‎دهد

طي حتقيقات صورت گرفته روش سوم از ساير روشهاي كاربردي تر و مقرون به صرفه تر مي باشد كه ؟/؟؟د به آن مي‎پردازيم:

كلا انتشار متان و دي اكسيد كربن تابع دو عامل زير مي باشدك

پروفيل سرعت بالا
غلظت

كه طي رابطه زير مي‎توان به آن پرداخت:



در رابطه فوق j به ما ميزان تراوش متان به سطح lanfill را مي‎دهد كه واحد آن مي‎باشد و سرعت باد و ارتفاع را نشان مي‎دهد و غلظت برحسب گرم بر متر مكعب و ارتفاع z مي‎باشد. L طول قطبهاي landfill و x فاصله قطبها (كناره ها) تا مركز landfill مي‎باشد.

روش جمع آوري landfillgass و تحويل آن به كارخانه:

درسيستم جمع آوري از چاهاهي قائم مجوف كه تا عمق بين 100 تا 60 متري فرو رفته اند استفاده مي‎شود و سپس اين چاهها به لوله اصلي كه وظيفه هدايت به سمت كارخانه را دارد متصل مي‎شود.



مراحل تصفيه landfillgass (LFGs)

گاز بدست آمده در مرحله قبلي ابتدا فشرده مي‎شود و عناصر بد بوي آن مانند H2s گرفته مي‎شوند سپس گاز خشك شده و آب آن از بين مي رود در مرحله بعدي بوسيله شستشو با CO­2 مايع مقدار آلاينده هاي فرار آن به كمتر از 1 ppm مي رسد ( مطابق شكل) بعد از اين مرحله داراي تعداد CO2 88% با درجه خلوس 99.99% مي باشيم كه بصورت مايع مي باشد كه البته اين عمل در يك محفظه صورت مي‎گيرد كه در انتهاي آن CO2 با آلاينده ها جمع شده كه با استفاده از عمل سوختن مشعلها آن را از بين مي برند.

دو مرحله بعدي گاز كه مسائل CH4 و CO2 مي‎باشد وارد سيستم غشايي مي گردد كه در اين مرحله CO2 گاز حذف شده و دوباره به سيستم برگشت داده مي‎شود تا تصفيه گردد و در نهايت CH4 بصورت 98% را نيز داريم كه در نهايت داراي گاز تصفيه شده مي باشيم كه براي استفاده مي‎توان از آن بهره جست.



اثرات landfillgas (LFG) برموجودات زنده و محيط زيست

اثرا برسلامت انسانها:

كسانيكه در مجاورت اماكن دفن زباله زندگي مي كننند اغلب از انتشار گاز و بوي بد محل دفن زباله شكايت دارند. البته مسئله مهم اين است كه بسياري از اين گازها علاوه بر مزاحمت داراي مخاطرات سمي فراوان نيز هستند. مواد اصلي كه در LFG موجود است و براي سلامتي انسان خطرناك است شامل دي اكسيد كربن و هيدروژن سولفوره مي‎باشد.

بعلاوه مواد آلي جزيي كه همراه با گازهاي LFG وارد محيط مي‎شود برسلامت اثر مي گذارد. بخصوص اگر LFG در فضاي بسته محبوس بماند و امكان هواگيري مجدد وجود نداشته باشد. تركيب مواد آلي در گازهاي محل دفن زباله بستگي مستقيم به نوع و جنس مواد زائد دفن شده دارد. استنشاق تركيبات فرار آلي (voc) خطرات فراوان به سلامت انسان دارند. زيرا بسياري از اين مواد كارسيشون موتاران و تتراتوران مي باشند اين گازها وبخارات دفن زباله وارد جو شده و از طريق تنفس موجب مسموميت ويا بيماري مي گردد.

مهمترين مواد فرار كه در LFG مي‎تواند خاصيت سرطان زائيي داشته باشد عبارتند از بنزن، تتراكلروكربن، كلروفورم 1 و 2 دي كلرواتان ، دي برميد اتيلن، كلرومتيل، 1، 1و 2 و 3 تتراكلرواتان كلرواتان 1، 2 و 2 تري كلرواتان تري كلرواتان و متيل كلريد كه بنام كلرواتيلن معروف است. البته تعدادي از مواد آلي كه در LFG وجود دارند سرطان زا نيستند ولي استنشاق آنها سلامت را به خطر مي اندازد.



كنترل گازهاي آلانيده هوا در مركز دفن زباله

نويسندهع: دكتر منيره مجلسي

سازمان متبوع: دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي



استراتژي هاي كنترل LFG:

نياز براي كنترل LFG در مرحله اول بدليل جلوگيري از وارد كردن خسارت به انسان ها و گياهان و بعد لطمه به محيط زيست مي‎باشد از آنجايي كه ريشه گياه به اكسيژن نياز دارد. ضروري است تا به صورت

INTERGOVERMENT PANEL ON CLIMATECHANG

مناسب از انتشارگازها بخصوص CO­2­ و CH­4 در منطقه اطراف مدفن جلوگيري به عمل آيد زيرا همانگونه كه ذكر گرديد گاز CO2 حتي به ميزان كم در ريشه گياهان وارد شده و اثر سمي دارد.

وجود گاز متان نيز موجب اشغال كردن هوا اطراف ريشه مي گردد و شرايط بي هوازي را در اطراف گياه بوجود مي‎آورد.

گاز متان ممكن است از نقاط مختلف ترك ها، درزهاي ساختماني و يا هر نقطه ضعيفي در ديوار زيرزمين و يا كف ساختمان وارد شود. متان سبكتر از هواست بهمين دليل تمامي به جمع شدن در نواحي سقف را دارد. اگر منبع توليدي را فورا نتوان كنترل كرد. تهويه ساختمانها بايد اجراء شود و سيستم هاي هشدار دهنده نصب گردد. چرا كه تمركز بيش از 50 درصد گاز متان باعث انفجار مي‎شود. استراتژي هاي كنترل LFG شامل كنترل فرايندهاي محل دفن و كنترل تخليه گاز به محيط زيست مي‎باشد.



كنترل زباله ورودي:

اولين قدم در استراتژي كنترل گاز اينستكه بايد مقدار زباله اي كه دفن مي‎شوند به حداقل ميزان كاهش يابد. اين مهم مي‎تواند توسط بكارگيري تكنولوژيهاي پاك، انجام برنامه هاي كاهش توليد زباله جمع آوري جداگانه مواد، بازيابي، سوزاندن، پردايش و كودسازي بدست آيد. به ويژه كاهش توليد و يا محدوديت ورود زباله اهي آلي خانگي پسمانده هاي باغباني، لجن و فاضلاب و زباله هاي صنعتي آلي به محل دفن به ميزان زيادي در كاهش توليد LFG مؤثر خواهد بود. تفكيك و جداسازي مواد زائد خطرناك و ويژه مانند داروهاي تاريخ گذشته، لامپ هاي جيوه اي، آفت كش ها، موا د رنگي، حلالها به ميزان قابل ملاحظه اي مواد جزئي LFG را كاهش مي‎دهد.

به كارگيري روش هاي تصفيه اوليه مثل سوزاندن مواد آلي ويا كودسازي به طريق هوازي و يا هضم بيهوازي زباله نيز پتانسيل ايجاد گاز را كاهش مي‎دهد.

به كارگيري روش هاي تصفيه اوليه مثل سوزاندن مواد آلي زباله و يا كودسازي به طريق هوازي و يا هضم بيهوازي زباله نيز پتانسيل ايجاد گاز را كاهش مي‎دهد.

به كارگيري روش هاي تصفيه اوليه مثل سوزاندن مواد آلي زباله و يا كودسازي به طريق هوازي و يا هضم بيهوازي زباله نيز پتانسيل ايجاد گاز را كاهش مي‎دهد.



كنترل فرايندهاي محل دفن زباله:

كنترل فرآيندهاي محل دفن در راستاي كاهش توليد گاز ممكن نخواهد شد مگر اينكه محدوديت پذيرش مواد آلي جهت دفن وجود داشته باشد. توليد گاز زماني به حداقل مي رسد كه رطوبت در حد بسيار كمي باشد و از ورود آب به زمين دفن جلوگيري شود. البته جمع آوري شيرابه زباله نيز كمك موثري در جهت كاهش توليد در محل دفن است. گاهي اوقات تعيين فرآيند بيهوازي به سوي فرآيند هوازي (با هوادهي توده زباله به روش هاي مختلف) از ايجاد گازهاي خطرناك جلوگيري مي‎كند.




كنترل تخليه گاز به محيط زيست:

كنترل تخليه گاز به محيط زيست مي‎تواند شامل چندين مورد بطور مشترك باشد:

1- آستر كف مدفن: معمولاً سيستم استركشي در كف زمين دفن به منظور كنترل و جمع آوري شيرابه مي‎باشد ولي بر كنترل گاز نيز مؤثر است. در سيستم آستركشي كف مدفن انتقال گاز و جمع آوري آن به سهولت انجام مي گيريد.

2- سيستم جمع آوري گازها تعبيه سيستم جمع آوري گازها در محل دفن ضروري مي باشد. سيستم جمع آوري گاز از مجموعه اي از لوله جمع كننده و هدايت كننده به گاز به خارج از مدفن يا محل تصفيه تشكيل مي‎شود.