فرآیند تبدیل زباله‌های پلاستیکی

تبدیل زباله‌های پلاستیکی؛ مدل انرژی پایدار جدید در عصر اقتصاد دورانی

باتوجه به اولین پلیمر سنتز شده باید گفت که پلاستیک در اوایل قرن بیستم به منظور کاهش استفاده از گیاهان و کاغذ به وجود آمده است تا بتواند استفاده مجدد از برخی مواد را در زندگی روزمره ما فراهم کند. سپس این پلاستیک به چندین شکل مختلف توسط فرایندهای شیمیایی و هیدروکربن‌های مختلف تولید شد که مطابق با جدول زیر، منجر به دسته بندی هفت گانه پلاستیک شد.

جدول 1:

برهمین اساس، اکثر وسایل مورد استفاده از بطری گرفته تا پول از پلاستیک ساخته شده‌اند. امروزه، مواد جدیدی مانند بیوپلیمر و پلاستیک در مسیری مشابه درحال پیشرفت روزافزون هستند. بیوپلیمرها مواد پلیمری هستند که از مواد بیولوژیکی یعنی گیاهان، زیست توده میکروبی یا مواد ارگانیک طبیعی تشکیل شده‌اند. پلاستیک براساس منبع استخراج به دو دسته نفتی یا زیستی طبقه بندی می‌شود. بیوپلیمرها همان پلیمرهای زیست تخریب پذیر یا غیرقابل تجزیه در محیط زیست هستند، به طوری که برخی از پلاستیک‌های تهیه شده از منابع نفتی نیز زیست تخریب پذیر هستند. پلی کاپرولاکتون (PCL) و پلی (بوتیلن سوکسینات) (PBS) که از منابع نفتی تولیده شده‌اند، زیست تخریب پذیر هستند در حالی که پلی اتیلن (PE) و نایلون 11 (NY11) که از گیاهان تهیه شده‌اند و سایر زیست توده‌ها نیز توسط میکروارگانیسم‌ها تجزیه نمی‌شوند. پلی (هیدروکسی بوتیرات) (PHB)، پلی (لاکتید) (PLA) و نشاسته از زیست توده ساخته شده و توسط میکروب‌ها تخریب می‌شوند. اما بیوپلاستیک استیل سلولز (AcC) ممکن است در صورت داشتن استیلاسیون کم زیست تخریب پذیر باشد. به طور کلی، زیست تخریب پذیری به نسبت جایگزینی و عوامل پیوند متقابل به کار رفته در تهیه فیلم‌های پلاستیکی بستگی دارد. همچنین تجزیه پذیری هر پلیمر به شرایط و ساختار سطحی بستگی دارد. همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است، چندین ویژگی پلیمر مانند آبگریز بودن، ساختار شیمیایی، وزن مولکولی و پراکندگی، دما، ساختار کریستالی، نوع و تعداد پیوندهای موجود می‌توانند فرایند زیست تخریب پذیری را تحت تاثیر قرار دهند.

شکل 1:

بیوپلیمرهای زیست تخریب ناپذیر ممکن است جایگزین مناسبی برای مواد پلاستیکی نباشند و حتی منجر به تولید زباله شوند. بسیاری از پلاستیک‌های غیرقابل تجزیه چرخه حیات طولانی دارند و تا دراز مدت در محیط زیست باقی می‌مانند. بنابراین بازیافت بهترین روش برای کاهش ضایعات آنها است. ضایعات پلاستیکی در محل‌های دفن زباله، مکان‌های روباز، کنار جاده‌ها، آب یا حتی اقیانوس‌ها ریخته می‌شوند که تنوع زیستی، سلامت و ایمنی حیات دریایی را به خطر می‌اندازد. علاوه براین، دی بنزو پی دیوکسین پلی کلرینه، که یک ماده سرطان زا است، با سوزاندن پلاستیک‌ها تولید می‌شود. تبدیل زباله‌های پلاستیکی به منابع مختلف انرژی یا دیگر مواد دو مزیت دارد. اول، خطرات ناشی از زباله‌های پلاستیکی را می‌توان کاهش داد و دوم، قادر به استخراج انواع محصولات پرکاربرد خواهیم بود که نقش مهمی در اقتصاد دورانی (CE) ایفا می‌کنند. درنتیجه، اتکای ما به سوخت‌های فسیلی و سایر منابع تجدید ناپذیر تا حدودی کاهش خواهد یافت. هدف از این مباحث ارائه دانشی از تهدیدات ضایعات پلاستیکی برای تنوع زیستی و فناوری‌های موجود برای چگونگی فرآوری ضایعات پلاستیکی است. در اینجا همچنین مزیت‌های پلاستیک را به عنوان منبع جایگزین در عصر CE بیان می‌کنیم. در ادامه نیز به بحث درمورد محدودیت‌های این فناوری‌ها و جنبه‌های آتی آنها می پردازیم. امروزه آلودگی زباله‌های پلاستیکی به یک مسئله جدی در سطح جهانی تبدیل شده که محور اصلی مباحث ما هم تمرکز بر تبدیل زباله‌های پلاستیکی به منبع انرژی با استفاده از روش‌های مکانیکی، ترموشیمیایی و شیمیایی است. همچنین استفاده و کاربرد محصولات جانبی تولید شده با چنین روش‌هایی و مقایسه محصولات جانبی تولید شده با روش‌ها و مدل‌های تبدیل ضایعات به انرژی (WtE)، با تاکید بر CE، را نیز مورد بررسی قرار می‌دهیم.

نتیجه گیری کلی و چشم اندازهای آینده

نرخ کنونی توسعه اقتصادی به دلیل کاهش منابع سوخت فسیلی مانند نفت خام، گاز طبیعی و زغال سنگ ناپایدار است. درنتیجه، بسیاری از منابع تجدید پذیر از منابع انرژی مصرف شده‌اند اما برخی دیگر مانند زباله‌های پلاستیکی هنوز به طور کامل وارد چرخه تجارت اقتصادی تمام عیار نشده‌اند. فعالیت‌های کوتاه مدت که بایستی فورا دنبال شوند، شامل کاهش استفاده از پلاستیک، استفاده مجدد و چندین باره از پلاستیک، جمع آوری پلاستیک‌ها به طور جداگانه و بازیافت آنها تا حد امکان می‌شود. همچنین به یک فناوری ایده‌آل برای مقابله با تنوع زباله‌های پلاستیکی در بازیافت نیاز است. چرخه بیولوژیکی تبدیل زباله‌های پلاستیکی به بیوپلیمرها هنوز کشف نشده و به تحقیقات بیشتری نیاز دارد. داشتن برنامه‌های بلند مدت برای مبارزه با ضایعات پلیمری در آینده با هدف ترویج پژوهش‌ها درمورد پلیمرهای تجزیه پذیر و ایجاد کمپینی برای اصلاح رفتار معمول انسان در استفاده از پلاستیک ازطریق آموزش مناسب از مدرسه تا دانشگاه ضرورت دارد. اکثر پلاستیک‌های یکبار مصرف و بکر از سوخت‌های فسیلی تولید شده‌اند. تنها 2 درصد از آنها از پلاستیک کهنه یا بازیافتی تولید می‌شوند و بازیافت مواد نیز باعث کاهش کیفیت محصولات می‌شود. ضرورت استفاده از روش WtE را به خوبی می‌توان در این راستا مشاهده کرد. WtE مجموعه‌ای از فرایندهای تبدیلی است که ممکن است برای تولید انرژی، کاهش ضایعات، بهبود پیامدهای زیست محیطی و ایجاد بازارهای ثانویه پررونق برای استفاده مجدد، بازتولید و آپ سایکل مواد پروژه-به-پروژه به کار گرفته شوند. برای ایجاد CE بهتر، ممکن است از این فناوری هم در شهرهای هوشمند و هم در اقتصادهای روستایی پررونق استفاده شود. در اینجا، فناوری‌های متنوعی را بیان کردیم که مزایای قابل توجهی دارند. بررسی تکنیکال مواد، عدم تبیین توجیه اقتصادی و پذیرش توسعه‌ای آنها مانع پیشرفت این صنعت شده است. مشکلات مالی و عملیاتی برخی کسب و کارهای جدید را دچار مشکل کرده است. درنتیجه، یک تصور از دشوار بودن این صنعت وجود دارد. تکمیل پروژه‌ها با جریان نقدینگی مثبت به لطف نوآوری در تخصیص ریسک مالی کمتری خواهد داشت. با این حال، برای زیرساخت‌هایی با طول عمر 20 تا 40 سال، در ایجاد ظرفیت برنامه ریزی و مفروضات باید احتیاط کرد. عدم آگاهی از در دسترس بودن پلاستیک‌های بازیافتی، کیفیت و مناسب بودن آنها به طور قطع می‌تواند اهرم بازدارنده‌ای برای استفاده از آنها باشد. تلاش مشترک NGO ها، دولت و رویکرد علم شهروندی ممکن است به رشد سریع تر پلاستیک به عنوان یک منبع انرژی در عصر CE کمک کند.