محل دفن زباله ( Landfill )

لندفیل (Landfill) :

محل دفن زباله، مکانی برای دفع مواد زائد است . دفن زباله قدیمی ترین و رایج ترین شکل دفع زباله است ، اگرچه دفن سیستماتیک زباله با پوشش های روزانه، میانی و نهایی تنها در دهه 1940 آغاز شد. در گذشته زباله ها به سادگی در انبوهی رها می شدند یا در گودال ها پرتاب می شدند.

 با افزایش جمعیت و افزایش تولید زباله‌های شهری مقررات خاصی توسط آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) در مورد تشکیل لندفیل‌ ها وضع شد و به تدریج سایر کشورها نیز به توسعه و اجرای این قوانین پرداختند.

با رشد آگاهی نسبت به تاثیر آلاینده‌های لندفیل‌های غیر مهندسی بر محیط زیست ضوابطی برای طراحی لندفیل‌ها شکل گرفت. محل های دفن زباله ممکن است در طول زلزله دچار لرزش شدید یا روان شدن خاک زمین شوند، مگر اینکه تثبیت شوند.

پس از پر شدن، منطقه بیش از یک محل دفن زباله ممکن است برای استفاده های دیگر بازیابی شود.

اثرات زيست محيطي گاز Landfill :

1-ايجاد بوهاي نامطبوع
2-انتشار گازهاي آلاينده
3-آلودگي آب هاي زير زميني و گاهاً سطحي
4-خطرات بهداشتي
5-تاثير در پديده گرمايش جهاني از طريق توليد گاز متان

احتمال بروز آتش سوزي و انفجار در محل دفن در طول عملیات دفن زباله یک ترازو یا باسکول ممکن است وسایل نقلیه جمع آوری زباله را در بدو ورود وزن کند برای یافتن زباله هایی که با معیارهای پذیرش زباله در محل دفن زباله مطابقت ندارند بررسی کنند.

نيروگاه گازي لندفيلي(بيوگازي) :

گاز متاني در اتمسفر آزاد مي شود و يا در فرآيند شعله ور( Flaring ) سوزانده مي شود.

پس از رسوب بارها متراکم کننده یا بولدوزر ها می توانند زباله ها را روی سطح کار پخش کنند .

قبل از خروج از محدوده محل دفن زباله، وسایل نقلیه جمع آوری زباله ممکن است از یک مرکز تمیز کردن چرخ عبور کنند. در صورت لزوم برای توزین مجدد بدون بار خود به باسکول برمی گردند. فرآیند توزین می‌تواند آماری را در مورد تناژ زباله ورودی روزانه جمع‌آوری کند، که پایگاه‌های اطلاعاتی می‌توانند آن را برای نگهداری سوابق حفظ کنند.

علاوه بر کامیون ها، برخی از محل های دفن زباله ممکن است تجهیزاتی برای جابجایی کانتینرهای راه آهن داشته باشند. استفاده از “راه‌آهن” اجازه می‌دهد محل‌های دفن زباله در مکان‌های دورافتاده‌تری بدون مشکلات مرتبط با بسیاری از سفرهای کامیون قرار گیرند.

در ساخت لندفیل رعایت شاخص های زیست محیطی و محافظتی از آلودگی زیستی یکی از مهمترین بخش های آن است و با توجه به موضوع پوشش های سنتی مانند پوشش های بتن سیمان و اسفالت لایه های ایزوگامی و خاک های رسی کوبیده شده کارایی لازم جهت جلوگیری از نفوذ مایعات الاینده به خاک سطحی و لایه های زیرین را ندارند .

مواد جایگزین پوشش زباله :

چوب خرد شده یا ضا یعات سبز  

فوم اسپری جامدات زیستی تثبیت شده شیمیایی

این راکتورها باید بر اساس استانداردها و دستورالعمل های نظارتی طراحی و راه اندازی شوند (به مهندسی محیط زیست مراجعه کنید).

درکشور ما استانداردی جهت اجرای این مخازن و لندفیل ها طراحی و بررسی نشده است و باید براساس استاندارد های اروپایی و دیگر کشور های دارای استاندارد تخصصی این امر اجرا شود تا از بروز مشکلات زیست محیطی جلوگیری شود.

 معمولاً تجزیه هوازی اولین مرحله ای است که در آن زباله ها در محل دفن زباله تجزیه می شوند. این چهار مرحله تجزیه بی هوازی دنبال می شود. معمولاً مواد آلی جامد در فاز جامد به سرعت تجزیه می‌شوند زیرا مولکول‌های آلی بزرگ‌تر به مولکول‌های کوچک‌تر تجزیه می‌شوند

. این مولکول‌آلی کوچک‌تر شروع به حل شدن می‌کنند .

فاز جامد و مایع در طی مراحل اولیه، حجم کمی از مواد به شیرابه می رسد، زیرا مواد آلی زیست تخریب پذیر زباله دچار کاهش سریع حجم می شود.

در همین حال، تقاضای اکسیژن شیمیایی شیرابه با افزایش غلظت ترکیبات مقاوم‌تر در مقایسه با ترکیبات واکنش‌پذیرتر در شیرابه افزایش می‌یابد.

تبدیل و تثبیت موفقیت‌آمیز ضایعات به میزان عملکرد جمعیت‌های میکروبی در سنتروفی، یعنی تعامل جمعیت‌های مختلف برای تأمین نیازهای غذایی یکدیگر بستگی دارد.

استاندارد EPA آمریکا  /  پسماند خطرناک

1-پسماند جامد

2-لایه رس حداقل ضخامت 60 سانتی متر

3-لایه ژئوممبران با حداقل ضخامت 1.5 میلی متر

4-لایه زهکشی با حداقل ضخامت 30 سانتی متر

5-فیلتر لایه بالایی

6-یک لایه خاک به حداقل ضخامت 60سانتی متر

استاندارد  EPA آمریکا  /  پسماند شهری

1-پسماند جامد

2-لوله گاز

3- لایه خاک رسی حداقل ضخامت 45سانتی متر

4-لایه ژئوممبران به ضخامت حداقلی 1.5 میلی متر

5-لایه خاک بالایی با ضخامت حداقل 15سانتی متر

پوشش کف

استاندارد  EPA آمریکا  /  پسماند  خطرناک

1-یک لایه زیرسازی

2 – لایه خاک رسی

3-لایه ژئوممبران با ضخامت حداقل 1.5 میلی متر

4-لایه جمع اوری شیرابه به حداقل ضخامت 30 سانتی متر

5-فیلتر                                                 

 6-پسماند جامد

استاندارد  EPA آمریکا  /  پسماند شهری

1-یک لایه زیر سازی با عمق حداقل یک متر با نفوذپذیری کم

2-یک لایه ژئوممبران به ضخامت حداقل 1.5 میلی متر

3- 50 سانتی متر با لایه زهکش

4- پسماند جامد  چرخه حیات یک محل دفن زباله شهری پنج مرحله مجزا را طی می کند:

تنظیم اولیه (فاز اول) همانطور که زباله ها در محل دفن زباله قرار می گیرند، فضاهای خالی حاوی حجم بالایی از اکسیژن مولکولی (O2) هستند.

ضایعات اضافه و فشرده محتوای O2 لایه بیوراکتور دفن زباله به تدریج کاهش می یابد . جمعیت میکروبی رشد می کند، تراکم افزایش می یابد. تجزیه زیستی هوازی غالب است، یعنی گیرنده اولیه الکترون O2 است.

انتقال (فاز دوم) O2 به سرعت توسط جمعیت های میکروبی موجود تجزیه می شود. کاهش O2 منجر به شرایط هوازی کمتر و بی هوازی بیشتر در لایه ها می شود. گیرنده های اولیه الکترون در طول انتقال نیترات ها و سولفات ها هستند زیرا O2 به سرعت توسط CO2 در گاز خروجی جابجا می شود.

اجزای مخازن پسماندها :

1-بستر ها و زیرسازی

2-ژئوممبران ها و لایه های نفوذناپذیر

3-لایه های زهکشی و سیستم جمع اوری شیرابه

فاز تولید H2 نسبتا کوتاه است زیرا تا پایان فاز تشکیل اسید کامل می شود. افزایش زیست توده باکتری های اسید زا باعث افزایش میزان تخریب مواد زائد و مواد مغذی مصرفی می شود. فلزات که عموماً در pH پایین‌تر محلول‌تر در آب هستند، ممکن است در این مرحله متحرک‌تر شوند که منجر به افزایش غلظت فلز در شیرابه می‌شود.

تخمیر متان (فاز IV) محصولات واسطه فاز تشکیل اسید (به عنوان مثال، اسیدهای استیک، پروپیونیک و بوتیریک) توسط میکروارگانیسم های متانوژن به CH4 و CO2 تبدیل می شوند. همانطور که VFA ها توسط متانوژن ها متابولیزه می شوند، pH آب دفن زباله به حالت خنثی باز می گردد. قدرت آلی شیرابه که به صورت نیاز اکسیژن بیان می شود، با افزایش تولید گاز CH4 و CO2 به سرعت کاهش می یابد. این طولانی ترین مرحله تجزیه است. تثبیت نهایی (فاز V)

این پتانسیل کاهش اکسیداسیون (ORP) در شیرابه را به سمت فرآیندهای اکسیداتیو تبدیل می کند.

مواد آلی باقیمانده ممکن است به تدریج به فاز گاز تبدیل شوند و به عنوان مواد آلی کمپوست شوند.

یعنی ماده آلی به ترکیبات هیومیک مانند تبدیل می شود.

کاربرد پوشش رویی لندفیل ها :

• در طول عمر ژئوممبران ها تاثیر مستقیم دارد
• این قابلیت را فراهم میکند تولید گاز متان از تجزیه زباله ها داشته باشیم
• جهت تولید برق از گازهای خروجی  استفاده کرد.
• حذف گاز متان از محیط زیست که اثر گلخانه ای شدیدی دارد و برای محیط زیست بسیار مضر است.

 اثرات اجتماعی و زیست محیطیandfills پتانسیل ایجاد تعدادی از مشکلات را دارد. اختلال در زیرساخت، مانند آسیب به جاده های دسترسی توسط وسایل نقلیه سنگین، ممکن است رخ دهد. آلودگی جاده‌های محلی و جریان‌های آب ناشی از چرخ‌های وسایل نقلیه در هنگام خروج از محل دفن زباله می‌تواند قابل توجه باشد و با سیستم‌های شستشوی چرخ‌ها قابل کاهش است. آلودگی محیط محلی مانند آلودگی آب های زیرزمینی یا سفره های زیرزمینی یا آلودگی خاک نیز ممکن است رخ دهد.

شیرابه :

هنگامی که نزولات جوی محل های دفن زباله باز می شود آب از میان زباله ها نفوذ می کند

مکان‌های دفن زباله مدرن از ترکیبی از لاینرهای غیرقابل نفوذ با ضخامت چند متری

می توان آن را تصفیه و تبخیر کرد. هنگامی که محل دفن زباله پر شد، برای جلوگیری از ورود بارندگی و تشکیل شیرابه جدید، آن را مهر و موم می کنند. با این حال، آسترها باید طول عمری داشته باشند، چه چند صد سال یا بیشتر. در نهایت، هر لاینر دفن زباله ممکن است نشت کند، [7] بنابراین زمین اطراف محل های دفن زباله باید برای شیرابه آزمایش شود تا از آلودگی آب های زیرزمینی توسط آلاینده ها جلوگیری شود.

اجزای لایه پوششی :

قابلیت تحمل بار و سطح با عایق بندی کامل

لایه انتقال گاز با حداقل ضخامت 30سانتی متر

لایه زهکشی با ضخامت حداقل 30 سانتی متر

میتوان از لایه 100سانتی متری با پوشش گیاهی با ریشه های کم عمق در این سطح استفاده کرد

گازهای تجزیه :

مواد غذایی پوسیده و سایر ضایعات آلی در حال پوسیدگی ، گازهای تجزیه بویژه CO2 و CH4 را به ترتیب از تجزیه هوازی و بی هوازی ایجاد می کنند. هر دو فرآیند به طور همزمان در قسمت های مختلف یک محل دفن زباله اتفاق می افتد.

علاوه بر O2 موجود گاز بسته به سن محل دفن زباله نوع زباله ، میزان رطوبت متفاوت خواهد بود .

حداکثر مقدار گاز دفن زباله تولید شده را می توان یک واکنش خالص ساده شده دی اتیل اگز الات نشان داد .

4 C6H10O4 + 6 H2O → 13 CH4 + 11 CO2

متان:

یک گاز گلخانه‌ ای در غلظت‌ های معینی قابل اشتعال و بالقوه قابل انفجار است که آن را برای سوختن و تولید برق پاکیزه عالی می‌کند .

از آن جایی که تجزیه مواد گیاهی و ضایعات غذایی تنها کربنی را آزاد می کند از طریق فتوسنتز از جو گرفته شده است . کربن جدیدی وارد چرخه کربن نمی شود و غلظت CO2 اتمسفر تحت تأثیر قرار نمی گیرد. دی اکسید کربن گرما را در جو به دام می اندازد و به تغییرات آب و هوایی کمک می کند.

در محل‌های دفن زباله با مدیریت صحیح، گاز جمع‌آوری و شعله‌ ور می‌شود یا برای استفاده از گاز دفن زباله بازیابی می‌شود.گاز محل دفن زبالهگازها در محل های دفن زباله به دلیل هضم بی هوازی توسط میکروب ها تولید می شوند. در محل دفن زباله با مدیریت صحیح این گاز جمع آوری و استفاده می شود. کاربردهای آن از شعله ور شدن ساده تا استفاده از گاز محل دفن زباله و تولید برق را شامل می شود.