ما هي أنواع تكنولوجيا إعادة التدوير التي لها التأثير الأكبر؟

الماخذ الرئيسية

• تعمل إعادة التدوير الميكانيكية على إعادة استخدام المواد من خلال العمليات الفيزيائية ولكنها تنتج منتجات ثانوية أقل جودة. إنها أرخص ولكنها تهدد سلامة المواد القابلة لإعادة التدوير.
• تعمل إعادة التدوير الكيميائي على تقسيم النفايات إلى مونومرات فردية وتستوعب نطاقًا أوسع من النفايات. الانحلال الحراري، والتغويز، والتحلل المذاب هي أنواع من إعادة التدوير الكيميائي.
• تشجع آلات البيع العكسي وبرامج الحوافز على إعادة التدوير، ولكنها محدودة بالمواد القابلة لإعادة التدوير التي تقبلها. كما أن إعادة تدوير النفايات إلى طاقة وبطاريات الليثيوم أيون لديها إمكانات أيضًا.

وصلت معدلات إعادة التدوير في جميع أنحاء العالم إلى مستويات ثابتة على الرغم من قيام المنظمات غير الربحية ودعاة حماية البيئة برفع مستوى الوعي. لا تزال أنواع النفايات المختلفة تنتهي في نفس مدافن النفايات. في حين أن العديد من العوامل تساهم في سوء إدارة النفايات، إلا أن عمليات إعادة التدوير والجمع غير المتسقة هي السبب الرئيسي. ولا تزال العديد من البلدان تستخدم أنظمة رخيصة الثمن ولكنها قديمة.

لذا، مع تقدم تقنيات إعادة التدوير، ما هي أنواع تكنولوجيا إعادة التدوير التي لها التأثير الأكبر؟

1. إعادة التدوير الميكانيكية

تعمل إعادة التدوير الميكانيكية على إعادة استخدام المواد المجمعة من خلال عمليات فيزيائية مختلفة، مثل التقطيع والصهر والإصلاح. فهو يحتفظ بالتركيب الكيميائي للمواد القابلة لإعادة التدوير، مما يعني أنه لا يمكنك خلط مواد مختلفة. غالبًا ما تستخدم سلطات النفايات هذه العملية عند إعادة استخدام الورق والزجاج والمعادن والبلاستيك.

تعتمد العديد من القطاعات العامة والخاصة على عمليات إعادة التدوير الميكانيكية لأنها أرخص من تقنيات إعادة التدوير الأخرى. حتى أن أصحاب الأعمال اليدوية يقومون ببناء تجهيزات مؤقتة تعمل على طحن المواد القابلة لإعادة التدوير وإذابتها وتشكيلها.

ومع ذلك، فإن أحد الجوانب السلبية لإعادة التدوير الميكانيكية هو أنها تنتج بشكل عام منتجات ثانوية أقل جودة من الأنظمة الأخرى. العمليات الفيزيائية القاسية تهدد السلامة الهيكلية للمواد القابلة لإعادة التدوير. على سبيل المثال، قد تلاحظ أن الأكياس الورقية والزجاجات البلاستيكية المصنوعة من مواد معاد تدويرها بنسبة 100% تبدو واهية.

2. إعادة التدوير الكيميائي

تعمل إعادة التدوير الكيميائي على تحلل النفايات إلى وحدات البناء الأساسية. فهي تنتج مونومرات فردية وتعيد توظيفها في منتجات جديدة، ولم تعد المواد القابلة لإعادة التدوير تحتفظ بأشكالها الأصلية. في الواقع، إنهم يتبنون حالة أخرى للمادة تمامًا.

أكبر ميزة لإعادة التدوير الكيميائي هي أنها تستوعب نطاقًا أوسع بكثير من النفايات. لا يمكن للعمليات الميكانيكية إعادة تدوير العناصر "القذرة". ترسل معظم محطات إدارة النفايات مواد قابلة لإعادة التدوير متآكلة أو متسخة أو ملوثة (مثل الزجاجات البلاستيكية التي تحتوي على بقايا العصير وعبوات اللحوم النيئة) إلى مدافن النفايات.

ال منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية حتى أن التقارير تشير إلى أنه يتم إعادة تدوير تسعة بالمائة فقط من النفايات البلاستيكية. يوجد حاليًا ثلاثة أنواع من إعادة التدوير الكيميائي.

الانحلال الحراري

يقوم الانحلال الحراري بتسخين المواد القابلة لإعادة التدوير في درجة حرارة عالية، وتحلل حراري خالٍ من الأكسجين يتراوح من 752 إلى 1472 درجة فهرنهايت. إنه شائع في إدارة المواد البلاستيكية المعقدة. تقوم هذه العملية بتقسيمها إلى المستوى الجزيئي وإعادتها إلى منتجات ثانوية من الزيت الحيوي أو الغاز الاصطناعي أو الفحم المعاد تدويره. تعتبر المنتجات الثانوية للانحلال الحراري بنفس جودة المواد الخام تقريبًا. يعرض هذا الفيديو عرضًا ممتازًا لكيفية الحفاظ على الجودة من خلال إعادة تدوير المواد الكيميائية، على عكس العمليات الميكانيكية.

ال الهيئة الفيدرالية للطرق السريعة (FHWA). تنص على أن سائقي السيارات الأمريكيين يتخلصون من أكثر من 280 مليون إطار سيارة سنويًا، ومع ذلك لا يمكن للمصنعين استخدام المطاط المعاد استخدامه بشكل مستدام ولكنه غير آمن. تعمل عملية إعادة تدوير إطارات Big Atom على حل هذه المشكلة من خلال الانحلال الحراري. يقوم فريقها بتفكيك الإطارات الخردة كيميائيًا إلى زيت خام وبلاستيك، والتي يمكن أن تكون بمثابة مواد خام لإطارات الطرق الجديدة والموثوقة.

التغويز

التغويز هو عملية إعادة تدوير كيميائية حرارية تقوم بتسخين المواد القابلة لإعادة التدوير عند درجة حرارة تتراوح من 1472 إلى 2192 درجة فهرنهايت مع كمية محدودة من الأكسجين. إنه يتحلل البلاستيك المستخدم والكتلة الحيوية والنفايات العضوية. ولكن على عكس الانحلال الحراري، يتطلب هذا النظام المعقد درجة حرارة أكثر سخونة لإنتاج الحرارة والكهرباء والغاز الاصطناعي (الغاز الاصطناعي). يمثل التغويز أيضًا وسيلة فعالة لتوليد الطاقة النظيفة من المواد القابلة لإعادة التدوير المهملة. سينخفض ​​استهلاك الوقود الأحفوري في جميع أنحاء العالم إذا حصل الناس على الطاقة من الألواح الشمسية والنفايات المعاد تدويرها.

التحلل

التحلل هو عملية كيميائية حرارية منخفضة الحرارة تعمل على إذابة المواد القابلة لإعادة التدوير في مذيب خاص عند درجة حرارة 212 إلى 572 درجة فهرنهايت. إنها طريقة فعالة لإعادة تدوير البوليستر أو البولي يوريثان. عادةً ما ترسل مرافق إدارة النفايات هذه الأنواع من النفايات البلاستيكية المختلطة إلى مدافن النفايات لأنها لا تستطيع تحمل إعادة التدوير الميكانيكية.

وبطبيعة الحال، يستوعب التحلل أيضًا المادة الحيوية والنفايات العضوية. تشمل المنتجات الثانوية الأكثر شيوعًا للتحلل المذاب الوقود والأوليجومرات والمونومرات. هذه المواد المعاد تدويرها متعددة الاستخدامات؛ يمكن للمصنعين استخدامها لإنتاج منتجات بلاستيكية عالية الجودة وكحول الإيثانول ومواد التشحيم.

في حين أن الانحلال الحراري والتغويز والتحلل المذاب يتفوقون على أنظمة إعادة التدوير الميكانيكية، إلا أن عددًا قليلاً فقط من مرافق إدارة النفايات يمكنه الاستثمار فيها. لسوء الحظ، فهي مكلفة للشراء والصيانة. قد يستغرق الأمر عقودًا قبل أن تصبح تقنيات إعادة التدوير القياسية في جميع أنحاء العالم.

3. آلات البيع العكسية

تعمل آلات البيع العكسي (RVMs) على تعزيز إعادة التدوير من خلال تشجيع الأشخاص على إيداع المواد القابلة لإعادة التدوير (مثل الحاويات الزجاجية الفارغة والزجاجات البلاستيكية وعلب الألومنيوم) للحصول على مكافآت. عادةً ما يقومون بتوزيع الكوبونات أو بطاقات الخصم أو النقود. ما عليك سوى إدخال المواد القابلة لإعادة التدوير في الماكينة، وجمع مكافآتك، وسوف تقوم تلقائيًا بفرز نفاياتك نيابةً عنك. أكبر قيود على RVMs هو أنها انتقائية فيما يتعلق بالمواد القابلة لإعادة التدوير التي تقبلها. نظرًا لأن معظم مرافق إدارة النفايات لا تزال تستخدم العمليات الميكانيكية، فلا يمكنها المخاطرة بالحصول على مواد ملوثة قابلة لإعادة التدوير والتي قد ينتهي بها الأمر في مدافن النفايات.

تحاكي العلامات التجارية للبيع بالتجزئة نفس المفهوم من خلال تحفيز المستهلكين على إعادة تدوير عناصر معينة. يأخذ عملية إعادة التدوير لشركة أبل كمثال. إنه يشجع المستخدمين على إيداع أدوات Apple القديمة الخاصة بهم مقابل العروض الترويجية والخصومات الخاصة.

4. تحويل النفايات إلى طاقة

تعمل تقنية تحويل النفايات إلى طاقة على إعادة تدوير النفايات البلدية والصناعية والزراعية من خلال الاحتراق المتحكم فيه بدرجة حرارة عالية. وتنتج منتجات ثانوية للطاقة النظيفة (مثل الحرارة والكهرباء). وعلى نطاق أوسع، يمكن لتقنيات تحويل الطاقة إلى طاقة أن تساعد في جعل موارد الطاقة البديلة متاحة على نطاق أوسع.

في حين أن تحويل النفايات إلى طاقة والتغويز يتبعان نفس العملية وينتجان نفس المنتجات الثانوية، لاحظ أنهما يستخدمان تقنيات مختلفة. يؤدي التغويز إلى تسخين النفايات في كمية محدودة من الأكسجين، في حين يؤدي تحويل النفايات إلى طاقة مباشرة إلى حرق المواد القابلة لإعادة التدوير. كما أن تحويل النفايات إلى طاقة لا يمكنه إنتاج الغاز الاصطناعي.

5. إعادة تدوير بطارية ليثيوم أيون

مع تزايد اعتماد المجتمع على الأجهزة التي تعمل بالطاقة الكهربائية مثل الهواتف الذكية والدراجات البخارية وغيرها سيارات كهربائية، فإن الطلب على بطاريات الليثيوم أيون يتزايد باطراد.

وكالة الطاقة الدولية تفيد التقارير أن الطلب على المركبات الكهربائية ارتفع من 330 إلى 550 جيجاوات في الساعة في عام 2022. ورغم أن بطاريات الليثيوم أيون أقل ضررا من الوقود الأحفوري، فإن إنتاجها بكميات كبيرة سيؤدي عن غير قصد إلى بدء المزيد من مشاريع التعدين.

أفضل نهج هو اتباع أنظمة إعادة التدوير الأكثر استدامة. يجب على مرافق التخلص من البطاريات وإعادة تدويرها تنفيذ هذه العمليات حتى يتمكن مصنعو الليثيوم أيون من التوقف عن الاعتماد على المواد الخام.

يندرج علم المعادن الحراري تحت الانحلال الحراري. وهو ينطوي على تسخين البطاريات المعاد تدويرها في أماكن ذات درجة حرارة عالية يمكن التحكم فيها مع القليل من الأكسجين أو عدم وجوده على الإطلاق. يمكن لمرافق إعادة التدوير استخراج المعادن الأرضية المختلفة بعد التحلل. العيب الرئيسي في معالجة المعادن الحرارية هو أنها تنبعث منها أكسيد النيتروجين والكبريت أثناء عملية التسخين، وينبغي للمنشآت التحكم في هذه الانبعاثات.

علم المعادن المائي هو عكس علم المعادن الحراري. إنها عملية منخفضة الحرارة تعمل على إذابة البطاريات المعاد تدويرها في محلول خاص. تقوم مرافق إعادة التدوير أيضًا باستخراج المعادن الأرضية بعد التحلل. أكبر مشكلة في معالجة المعادن المائية هي أنها تنتج مياه الصرف الصحي، والتي يجب على المنشآت التخلص منها بأمان وبعناية.

إعادة التدوير المباشر

إعادة التدوير المباشر هي عملية ميكانيكية يتم فيها إعادة تدوير البطاريات الميتة وتجديدها. إنه نظام رخيص وسهل الوصول إليه. لاحظ فقط أن البطاريات المُعاد تجديدها لم تعد مناسبة لوظيفتها الأصلية المقصودة — ويمكنك استخدامها فقط كمصادر طاقة احتياطية.

العب دورك من خلال معرفة كيفية التخلص من البطاريات الميتة. ج&EN تشير التقارير إلى أنه يتم إعادة تدوير خمسة بالمائة فقط من بطاريات الليثيوم أيون لأن المستهلكين والمصنعين يتبعون أساليب التخلص من الإهمال.

سوف تستمر التطورات التقنية في تبسيط أنظمة إعادة التدوير

لن تتحسن معدلات إعادة التدوير في جميع أنحاء العالم بين عشية وضحاها. يجب على الأسر والكيانات الخاصة والمنظمات غير الربحية والهيئات الحكومية العمل على استخدام تقنيات إعادة التدوير الفعالة ومحاولة دمجها في سياسات إدارة النفايات المحلية. لا يزال هناك عدد كبير جدًا من أنظمة الفرز المتقدمة غير مستغلة بالقدر الكافي. لاحظ فقط أن أنظمة إعادة التدوير الفعالة لا تؤدي إلا إلى تخفيف الأضرار الناجمة عن مشكلة النفايات المتزايدة في المجتمع. يجب على الجميع الاستمرار في التركيز على التخلص من المنتجات البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد.