مخلفات البناء: آفاق إعادة التدوير

تمثل مشكلة التخلص من نفايات البناء تحدياً حاداً للغاية، ولا سيما في المدن الكبرى والمناطق الصناعية.

تُعد من هذه الأنواع من النفايات بقايا المواد المتبقية بعد أعمال البناء أو التفكيك أو الإصلاح. ويُميَّز ما يلي:

• النفايات الصلبة (الخرسانة، الطوب، الأسفلت، الحجر، خردة المعادن، الخشب، الزجاج، إلخ)؛
• المواد السائلة (الزيوت، الدهانات، الورنيش، الراتنج، الأسيتون، الطلاءات الواقية، مواد التشحيم وغيرها)؛
• بقايا المواد السائبة (الرمل، التربة، الحصى، الطين).

حتى بعد ترميم تجميلي لشقة صغيرة تبقى عشرات الأكياس من الطوب المكسور والغبار والجص، أما في حالة البناء واسع النطاق فيتجاوز الحجم مئات الأمتار المكعبة.

يمكن أن تنشأ مشكلات النفايات أثناء تشييد المرافق الرأسمالية تحت الأرض أو إعادة بنائها أو صيانتها الأساسية أو هدمها، وكذلك أثناء تشغيل المباني والمنشآت، بما في ذلك المرتبطة باستغلال باطن الأرض، وعند إخراجها من الخدمة أو حفظها أو تصفيتها.

تكتسب مشكلة نفايات البناء في روسيا أهمية خاصة نظراً لانقضاء عمر الخدمة لما يسمى بـ «خروشتشوفكا» التي بُنيت على نطاق واسع في خمسينيات وستينيات القرن الماضي. وتشير خبرة روسيا وجمهوريات الاتحاد السوفيتي السابق إلى عدم جدوى إعادة تأهيل هذه المباني. أي أنها جميعاً ستُهدم في المستقبل القريب، وبالتالي تنشأ مشكلة نفايات البناء الناتجة عن هذه العملية. فمن مبنى «خروشتشوفكا» نموذجي واحد يتولد في المتوسط نحو 3000 م3 من نفايات البناء.

يُوجَّه الغالبية العظمى من نفايات البناء الضخمة من فئتي الخطورة الرابعة والخامسة إلى الطمر في المدافن أو إلى مكبّات غير مرخّصة. وتشير هذه الحالة إلى ضرورة إنشاء وتطوير صناعة لمعالجة نفايات البناء وتدويرها وتحييدها.

تعد عملية معالجة نفايات البناء مكلفة إلى حدٍ كبير.

ومع ذلك، ينبغي مراعاة أنه إلى جانب التكاليف أثناء المعالجة، يمكن تحقيق ربح على شكل مواد ثانوية: الحصى، خردة المعادن، النخلات السيليكاتية الدقيقة، المواد العضوية عالية السعرات الحرارية، التربة الاصطناعية، الرمل، الحجر وغيرها من المواد الخاملة.

لاستخلاص الموارد المادية الثانوية (ВМР) تقدم شركة Eco Spectrum مجموعة واسعة من المعدات لفرز مجموعات مختلفة من نفايات البناء، وللفرم، وللفصل حسب الفئات الحبيبية.

EcoTrommel'8 (20)

EcoPrimeShred 1.5

بعد معالجة ركام البناء يتم الحصول عادةً على النسب التالية للمواد:

• الحصى، الخرسانة المجزأة، نخلات الغرانيت (70%)؛
• شظايا الطوب والحجر (25%)؛
• الخردة المعدنية (5%).

من بقايا الهياكل الطوبية والخرسانية المسلحة يُنتج حصى ثانوي عالي الجودة بمقاسات مختلفة، يُستخدم في تشييد المباني والطرق، وإنشاء البنية التحتية الهندسية، وفي تصنيع الخرسانة، وبناء وصيانة خطوط السكك الحديدية، وأعمال تحسين المواقع واستصلاح الأراضي.

ثبت أن استخراج الحصى الطبيعي يستهلك طاقة تزيد بمقدار 8 مرات مقارنة بالحصول عليه من الخرسانة القديمة المكسّرة. وإذا أخذنا في الاعتبار أنه وفقاً لتقديرات خبراء البيئة، تراكم في الولايات المتحدة واليابان ودول الاتحاد الأوروبي نحو 420 مليون طن من الركام الخرساني، فإن احتياطي التوفير كبير جداً. إضافةً إلى ذلك، يجدر الذكر أن تكلفة الخرسانة المصنوعة من الحصى الثانوي أقل بنسبة 25% من الخرسانة المعتمدة على الحصى الطبيعي.

عند استخدام الحصى الثانوي تتحسن الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للخرسانة، بينما ينخفض استهلاك الإسمنت. يمتلك الحصى الناتج عن ركام الخرسانة سطحاً نشطاً يساعد على تكوّن طبقة تماس متينة مع حجر الإسمنت.

تُستخدم نفايات الخشب في المقام الأول للحصول على الحرارة. أمّا نفايات المعادن فبعد تصنيفها تُنقل إلى منشآت معالجة المعادن الثانوية من أجل الصهر وإنتاج منتجات ثانوية.

إلا أن نفايات البناء ليست مجرد خرسانة وتربة ومعادن وزجاج وخشب. إذ تتضمن أيضاً مكونات منخفضة الإمكانات من حيث الموارد ويصعب معالجتها. وغالباً ما تُحظر «مخلّفات» فرز نفايات البناء هذه من الطمر وتحتاج إلى طريقة معالجة رشيدة.

تشمل هذه النفايات ما يلي:

• نفايات مشمّعات الأرضيات ومواد العزل الحراري؛
• نفايات تفكيك الأجهزة المنزلية؛
• نفايات متعددة المكونات من الأثاث المستهلك؛
• اللدائن؛
• منتجات المطاط التقنية (РТИ)؛
• نفايات العبوات المعدنية والبلاستيكية الملوثة.

طوّرت فريق شركة Eco Spectrum تقنيات للاستخدام الحراري لمجموعات «المشكلات» من نفايات البناء مع مراعاة تركيبها المكوّني وفئة خطورتها وحجم الغازات الدخانية الخارجة إلى غرفة ما بعد الاحتراق. أُجريت اختبارات عملية وتم اختيار أساليب فعالة، والأهم عالمية، لتنقية الغازات الدخانية الخارجة إلى حدود المؤشرات التكنولوجية لتركيزات الملوثات المنصوص عليها في ИТС НДТ/أمر Росприроднадзор.

يسهم التخلص من نفايات البناء المذكورة أعلاه في تقليل التأثير السلبي على البيئة الناجم عن وضع النفايات السامة في المدافن بالقرب من أماكن نشاط الإنسان.

كمثال، تم بحث أسلوب الاستخدام الحراري لنفايات مواد العزل الحراري الملوثة براتنجات اليوريا-فورمالدهايد المتصلبة.

أجرت شركة Eco Spectrum دراسة للكتلة وتراكيب المتبقي الرمادي المتحصل عليه لوضع مقترحات حول استخدامه لاحقاً بوصفه موارد مادية ثانوية (ВМР) (عينة رقم 187-А)؛

الجدول 1. التركيب العنصري للنفايات

حيث إن C وH وO وN وS وCl وW وA — تمثل محتوى الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت والكلور في النفايات، ورطوبة النفايات، ومحتواها الرمادي؛
Q — القيمة الحرارية الدنيا لخليط النفايات، كيلوكالوري/كغ

استناداً إلى نتائج الحرق الرقابي لعينة تجريبية من خليط النفايات، تم تحديد نظام درجات الحرارة التشغيلي الذي يضمن حرقاً عالي الجودة للمادة الأولية، واستهلاك وقود الديزل لعملية التحلل الحراري للعينة التجريبية، والسرعة المثلى لتغذية النفايات، كما تم تحديد كتلة وجودة المتبقي الرمادي، وإجراء تحليل مالي-اقتصادي لفاعلية الطريقة المقترحة، والاستنتاج بشأن تحديث جهاز التغذية بهدف أقصى ميكنة للعمليات الإنتاجية أثناء المعالجة.

نتائج العمل على النفايات

• طوّر فريق شركة Eco Spectrum تقنيات للاستخدام الحراري لمجموعات «المشكلات» من نفايات البناء مع مراعاة تركيبها المكوّني وفئة خطورتها وحجم الغازات الدخانية الخارجة إلى غرفة ما بعد الاحتراق.
• أُجريت اختبارات عملية وتم اختيار أساليب فعّالة، والأهم عالمية، لتنقية الغازات الدخانية الخارجة إلى حدود المؤشرات التكنولوجية لتركيزات الملوثات المنصوص عليها في ИТС НДТ/أمر Росприроднадзор.
• تم تطوير نهج ابتكاري لاختيار منظومات تنقية الغاز (ГОУ) والكواشف قادر على ضمان جودة الانبعاث ضمن الحدود التكنولوجية.
• تمت دراسة عدة خيارات لتحضير النفايات وتغذيتها، بما في ذلك السائلة منها.

خلال الاختبارات تم تسجيل مؤشرات استهلاك الطاقة والوقود والكهرباء والكواشف وغيرها. كما جرى تحديد الأنظمة التشغيلية، وسرعة الحرق، ونسبة الرماد، وجودة الرماد وفئة خطورته، وحُسبت تكلفة التحلل الحراري لنفايات البناء.

تم بنجاح تنفيذ مجمع لمعالجة نفايات البناء

يسهم التخلص من هذه النفايات الناتجة عن الفرز في تقليل التأثير السلبي على البيئة الناجم عن وضع النفايات السامة في المدافن بالقرب من أماكن نشاط الإنسان.