نفايات، دروكس وأسفلت: نموذج للاقتصاد الدائري

مقدمة

يتم إنتاج أكثر من كيلوغرام واحد من النفايات لكل شخص/يوم في العالم، مما يعني ملايين الأطنان اليومية من النفايات المنزلية التي تتحلل، وتطلق غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي وتلوث المياه الجوفية؛ كما أنها تعتبر موطنًا للناقلات المعدية، والروائح الكريهة، والسلبيات البيئية، مما يجعل النفايات الصلبة المنزلية (RSD) ثاني أكبر مشكلة بيئية في العالم.

في عام 2006، طورت شركة معالجة وإدارة النفايات المحدودة (Tryger) (1) وحصلت على براءة اختراع (2) لتكنولوجيا لمعالجة هذه النفايات صناعيًا (TI/RSD) التي تجعلها خاملة من الناحية الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية، وتحولها إلى منتج خامل وغير ضار: دروكس.

بعد حل مسألة RSD، استمر البحث (I+D) حول الاستخدامات البديلة للدروكس باعتباره منتجًا جديدًا متاحًا في السوق (3). من الضروري مراعاة أن إنتاجه ضخم لأنه على الرغم من تقليله بنسبة 50% من إجمالي RSD، إلا أنه لا يزال يتم الحصول عليه من حجم كبير جدًا منها.

يجب أن تشمل الأبحاث بدائل استخدام مختلفة بحيث يمكنها مجتمعة، نظرًا للحجم الهائل من النفايات، ضمان إعادة تدوير مثالية وكاملة للنفايات المنزلية، وبالتالي الامتثال للمبدأ الأساسي للاقتصاد الدائري. تم اختيار البحث أولاً في بناء الطرق التي تتطلب أحجامًا كبيرة نظرًا لأبعادها. وفقًا لدراسات أجرتها إدارة الطرق، تمتلك تشيلي 82 ألف كيلومتر من الشبكة الطرقية، و21% فقط منها مغطى بالأسفلت، أي 17,220 كيلومترًا من الأسفلت. في الولايات المتحدة، 94% من الطرق تستخدم هذا النوع من المواد، وفي الاتحاد الأوروبي 90%.

بحث

هدف هذا البحث هو دراسة جدوى دمج الدروكس في تكوين الأسفلت كبديل للركام الغباري من الصخور. تم استبعاد الخرسانة لأنها لا تتصرف بشكل جيد مع الكتل الكبيرة الماصة للرطوبة. تم الاتصال بالمختبر الوطني للطرق بوزارة الأشغال العامة (LNV/MOP) في تشيلي. بناءً على سلسلة من الاجتماعات السابقة، اقترح مدير LNV/MOP إجراء الاختبارات في الظروف الأكثر قسوة ممكنة، أي مع الحد الأقصى من المادة العضوية ضمن نطاق التغير في RSD في تشيلي: 60% من المادة العضوية الكلية.

تم إعداد عينة من الدروكس في مصنع فياريكا التجريبي من النفايات التي تم جمعها بواسطة الشاحنات في يوم الاثنين. أظهر تحليل أولي لهذه النفايات التركيبة التالية للعينة المجمعة.

تمت إضافة 5.5 كجم من خليط الإضافات إلى هذه الـ 56.25 كجم بعد طحنها لمدة ساعة و12 دقيقة، وتم الحصول على دروكس ناعم وجاف بعد التجفيف، تم الحصول عليه من RSD الموضحة في الجدول 1. تم تعبئة الدروكس الجاف في علب بلاستيكية سعة 25 لترًا وتم إرسالها إلى LNV/MOP لاستخدامها في الاختبارات.

الصورة 1 دروكس جاف تم إنتاجه في مصنع فياريكا التجريبي

تم تطوير الدراسة في مرافق المختبر الوطني للطرق بوزارة الأشغال العامة في تشيلي (LNV/MOP) في عام 2014.

لإجراء الدراسة، تم استخدام خليط أسفلتي ساخن من تصميم طبقة السطح المعروف والمصدق عليه من قبل LNV/MOP، والذي يُشار إليه في هذا التقرير كخليط مرجعي، والذي يتوافق مع النطاق الحبيبي IV-A-12 المحدد في الجدول 5.408.201.F من دليل الطرق، المجلد 5.

يتم توضيح تكوين الخليط المرجعي أدناه في الجدول رقم 2

استنادًا إلى تصميم الخليط المرجعي، تم دراسة نسب دمج المنتج الثانوي دروكس المصنوع من النفايات المنزلية (RSD) بنسبة 60% من المادة العضوية؛ بنسب 0، 5، 7، 10، 12، 15، 18 و20% بالنسبة لوزن الركام. تم تنفيذ هذا الإجراء لضمان أن الخليط الناتج (ركام + دروكس) يتوافق مع النطاق الحبيبي IV-A-12، الذي يمثل حبيبية شبه كثيفة محددة في الجدول 5.408.201.F من دليل الطرق، المجلد 5.

تم إعداد خليط أسفلتي ساخن، حيث تم استبدال النسب المئوية المدمجة من الدروكس بالركام مسحوق الصخور.

الصورة رقم 2 خليط من الركام + drux

تم إجراء الاختبارات التالية على عينات مارشال المحضرة بنسب متزايدة من الدروكس المصنوع من النفايات المنزلية (RSD) بنسبة 60% من المادة العضوية: الكثافة، السيولة، والاستقرار بالإضافة إلى قياس معامل الصلابة (Mpa)، وفقًا للمعيار UNE - EN، 12697-26، الملحق C عند درجات حرارة الاختبار 15ºC و 25ºC.

تم إجراء تحليل لكل نسبة من الدروكس من خلال إعداد ثلاث عينات لكل نقطة.

نظرًا لأن كثافة الدروكس منخفضة، فإن سلوكه في الخليط سيعتمد على نسبة دمج المادة. كلما زادت نسبة دمج الدروكس، قلت الكثافة في الخليط.

النتائج

وفقًا لنتائج هذه الدراسة، يتم قبول نسبة قصوى تبلغ 10% من النفايات المعالجة (الدروكس، المصنوع بنسبة 60% من المادة العضوية) في الخليط الأسفلتي دون تغيير خصائصه الميكانيكية. وبهذا يتم الامتثال لمواصفات الجدول 5.408.203.A من دليل الطرق السريعة المجلد 5 لاستخدامه كطبقة سطحية.

من حيث الأحجام، لطبقة السطح لرصيف طريق أسفلتي، ممرين، بعرض 7 أمتار، وسمك 6 سم، وطول 1 كم، من الضروري استخدام 420 متر مكعب من الخليط الأسفلتي الساخن، الذي يزن 630 طنًا. ثم هناك حاجة إلى 63 طنًا من الدروكس لكل كيلومتر فقط لطبقة السطح في طريق ذو ممرين.

مع الأخذ في الاعتبار أن إنتاج 63 طنًا من الدروكس يتطلب معالجة أكثر من 100 طن من النفايات وأن هذه الكمية الإجمالية هي ما يتم إنتاجه يوميًا في مدينة يبلغ عدد سكانها حوالي 50,000 نسمة، يُستنتج أن 1 كم من طبقة السطح لرصيف أسفلتي قادر على امتصاص جميع النفايات المنتجة في يوم واحد من قبل مدينة بهذا الحجم.

ومع ذلك، وبالرغم من هذه النتائج الإيجابية التي تم الحصول عليها في المختبر، سيتم مواصلة إجراء الاختبارات لقياس السلوك الميكانيكي للخليط مقارنة بالخليط القياسي، أي إجراء اختبارات التعب، والتخدد، والحساسية للماء (TSR).

ستنتهي الدراسة بإجراء مقطع تجريبي في عقد بناء طرق أسفلتية، مما يسمح بمعرفة سلوك هذه الخلطات في الميدان مع مرور الوقت.

الاستنتاج

إن بناء الأرصفة الأسفلتية المصنوعة بنسبة 10% من الدروكس يشكل إعادة تدوير مثالية، كما تقترح الاقتصاد الدائري، حيث يتم إعادة دمج جميع نفايات المدينة دون الحاجة إلى فصل أي نوع من النفايات.

إن دمج النفايات المعالجة التي تحتوي على نسبة عالية من المادة العضوية، الدروكس، في الخلطات الأسفلتية، يعد تقدمًا كبيرًا لحماية البيئة لأنه يعني تقليل المكبات، والمساهمة في بناء الطرق وخلق أرصفة مستدامة.

إخلاء المسؤولية

إخلاء المسؤولية: يتم توفير محتوى المدونة السابقة بشكل مستقل من قبل المهندس خوسيه ألبرتو أوتشوا د وروبرتو أوريبي ولا يتم دعمه أو التحقق منه من قبل Made-in-China.com. لا تقدم Made-in-China.com أي تصريحات أو ضمانات بشأن دقة أو جودة أو موثوقية المعلومات المقدمة. بالإضافة إلى ذلك، تتنصل Made-in-China.com صراحةً من أي مسؤولية عن أي انتهاك لحقوق الطبع والنشر أو أخطاء أو سهو قد تكون موجودة في المحتوى المقدم من قبل المهندس خوسيه ألبرتو أوتشوا د وروبرتو أوريبي. يُنصح القراء بالتحقق من المعلومات بشكل مستقل واستخدامها وفقًا لتقديرهم الخاص.