تقنيات التخلص من الوحل المحلية والدولية واتجاهات التنمية المستقبلية

1تكنولوجيا معالجة الطين والتخلص منه
من المشاريع الدولية الحالية لمعالجة الطين والتخلص منه، تشمل طرق معالجة الطين الشائعة التخمير الهوائي (التسميد) ، الهضم الجامد، التجفيف، والحرق.تتضمن طرق التخلص من الوحل استخدام الأراضيونتيجة للظروف الوطنية المختلفة ، فإن طرق وتقنيات المعالجة التي تتبعتها كل بلد تختلف أيضًا.
1.1 تخمير هوائي
تكنولوجيا التخمير الهوائي للطين هو تكنولوجيا معالجة بيولوجية جديدة تستخدم الكائنات الحية الدقيقة في الطين للتخمير. في التطبيقات العملية يمكن أن تحقق غير ضارة،انخفض، وآثار مبتكرة، ولها خصائص الاقتصادية، والعملية، لا حاجة إلى الطاقة الخارجية، ولا تلوث ثانوي.الباحثون المحليون والأجانب قاموا بأبحاث واسعة حول السيطرة على الحالة، ومكافحة المعادن الثقيلة، وتكنولوجيا احتباس النيتروجين، والعمليات التقنية في عملية السماد، وحققت العديد من النتائج القيمة [2-7].تقدمت تكنولوجيا التخمير الهوائي للطين، ولكن لا تزال هناك بعض الحواجز في النظرية التقنية والعملية، مثل الحاجة إلى كمية كبيرة من المواد المساعدة، وصعوبة في السيطرة على الروائح،وجود مخاطر للصحة والسلامة للناس والحيواناتلا تزال تكنولوجيا التخمير الهوائي لديها إمكانات كبيرة للتحسين.
1.2 الهضم الجهازي
الهضم اللاهوائي للطين يشير إلى العملية التي تفكك فيها البكتيريا الاختيارية والهوائية المواد العضوية القابلة للتحلل الحيوي في الطين إلى مواد مستقرة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان,والماء في ظل الظروف اللاهوائية، مع تقليل حجم الوحل، وإزالة الروائح، وتقتل بيض الطفيليات، وإعادة تدوير الغاز الحيوي المنتج أثناء عملية الهضم.الهضم اللاهوائي للطين هو حالياً الطريقة الأكثر استخداماً لتثبيت الطين واستخدام الموارد على الصعيد الدولي، بسبب استرداد الطاقة بكفاءة وانخفاض تأثيرها على البيئة. وقد التزمت العديد من الباحثين دوليا بالبحث في تكنولوجيا الهضم اللاهوائي [8],والذي تم تطبيقه وتطويره على نطاق واسععلى العموم ، لم تحقق تكنولوجيا هضم الحموضة الحمضية للطين تقدماً كبيراً في الصين. تعتمد التقنيات والمعدات الرئيسية بشكل رئيسي على الواردات ،مع استثمار مرتفع نسبياً وفعالية تشغيلية ضعيفةهناك عقبات في استخدام الغاز الحيوي، والتي تشكل مجتمعة العوامل المحدودة لتعزيز وتطبيق هذه التكنولوجيا في الصين.

1.3 حرق الجفاف
حرق الوحل [9] يشير إلى عملية تسخين الوحل في ظل ظروف إمدادات الهواء المفرطة ، ثم الأكسدة ، والحفر ،وتدمير كامل للمواد العضوية والمسببات المرضية عند درجات الحرارة العالية (850-1100 درجة مئوية)هناك أنواع مختلفة من أجهزة الحرق، والتي تستخدم حاليًا بشكل شائع تشمل محروقات متعددة المراحل الرأسية، المحروقات الدوارة، محروقات السوائل، الخ.لتحقيق أهداف توفير الطاقة، من الضروري أولاً تجفيف الوحل وتقليل نسبة الرطوبة فيه بشكل كبير قبل الحرق.تستخدم مشاريع حرق الوحل الحالية بشكل عام عملية معالجة مجتمعة من التجفيف والحرق.
1.4 استخدام الأرض
استخدام الأراضي يشير إلى الاستخدام المباشر أو غير المباشر للطين (بعد التخمير الهوائي أو الهوائي) للأراضي الزراعية ومزارع الخضروات والبساتين والعشب والخضرة وتحسين التربة ،أو استخدام الوحل الذي يستوفي معايير معينة كتربة غطاء لمكب النفاياتفي السنوات الأخيرة، الولايات المتحدة، كنداوقد شجعت بعض دول الاتحاد الأوروبي على استخدام تكنولوجيا استخدام الأراضي لتخمير الوحل بشكل مباشر أو هوائي يفي بمتطلبات الوحل لخضراء، واستعادة الأراضي، وغيرها من الأغراض. تركز الأبحاث بشكل رئيسي على استقرار طرق استخدام الأراضي غير الضارة للطين، وكفاءة الأسمدة للطين،وقيمته في زيادة غلة المحاصيلكما أجريت دراسات ذات صلة حول التأثير المحتمل للطين على جودة التربة والنباتات ومكافحة التلوث [10-14].
1.5 إلقاء المياه في المحيط
عملية إلقاء النفايات في المحيطات بسيطة وتكلفة المعالجة منخفضة نسبيا للمدن الساحلية.يزداد القلق من التأثير المحتمل لإلقاء الوحل في المحيطات على البيئة البيئية البحريةحظرت الولايات المتحدة إلقاء الطين في المحيط في عام 1988، ومنذ نهاية عام 1998،يحظر قانون المجتمع الأوروبي لمعالجة مياه الصرف الصحي الحضرية (91/271/EC) على الدول الأعضاء في الاتحاد الأوروبي إلقاء الوحل في المحيطوافقت الحكومة الصينية على ثلاث اتفاقيات دولية في أوائل عام 1994، تعهدت بعدم التخلص من النفايات الصناعية وحمامات مياه الصرف الصحي في البحر اعتبارا من 20 فبراير 1994.
1.6 مكب النفايات الصحي
بدأت مكب النفايات الصحي للطين في الستينيات، مع عملية مكب النفايات البسيطة، وانخفاض التكلفة، والقدرة القوية على التكيف.يمكن دفن الوحل بشكل منفصل أو مع النفايات الصلبة الأخرى (مثل القمامة الحضرية)ولكن هناك بعض المشاكل [15]: بسبب محتوى المياه العالي للطين والحقيقة أن الملوث هو مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز،يجب جمعها ومعالجتها لمنع التلوث الثانوي· تزايدت صعوبة ضغط الآلات في أماكن إلقاء النفايات ؛ الحالة الصحية لموقع إلقاء النفايات سيئة.

الوضع الحالي لمعالجة الوحل في الداخل والخارج
2.1 الوضع الحالي لمعالجة الطين والتخلص منه في الخارج
إن معالجة وتخلص سلالات مياه الصرف الصحي الحضرية في البلدان الأجنبية لها تاريخ يبلغ ما يقرب من 100 عام. سواء كان ذلك لاستخدامها الفعال أو التخلص من مكب النفايات،الغرض من معالجة الوحل هو نفس الغرض من معالجة النفايات الأخرى، والتي هي للحد من، استقرار، غير ضارة والموارد.من الضروري تشكيل نظام لمعالجة الطين والتخلص منه من خلال الجمع العضوي بين مختلف الآلات وهياكل المعالجةالخطوات الأساسية للتخلص من الوحل هي التركيز والجفاف والجفاف والحرق وما إلى ذلك، وكلها يمكن أن تلعب دورًا في تركيز الوحل.تتضمن تدفقات عمليات أنظمة معالجة الوحل في المدن الأجنبية بشكل عام الأربع فئات التالية [16]: (1) الحمأة الأصلية → التركيز → إزالة الماء → التخلص من كعكة المرشح لإزالة الماء؛ (2) الحمأة الخام → التركيز → الجفاف → الحرق → التخلص من محتوى الرماد؛(3) الوحل الخام → التركيز → الهضم → الجفاف → التخلص من كعكة المرشح المجففة(4) الحمأة الخام → التركيز → الهضم → الجفاف → الحرق → التخلص من محتوى الرماد. وفقًا للإحصاءات من 318 منشأة لمعالجة مياه الصرف الصحي في اليابان [17] ،طريقة معالجة الوحل (1) تمثل 34٪· الطريقة (2) تمثل 8.8٪ ؛ الطريقة (3) تمثل 26٪ ؛ الطريقة (4) تمثل 5.7٪. الطريقة الرئيسية للتخلص النهائي من الوحل في اليابان هي الحرق.الذي يمثل حوالي 55% من إجمالي التخلص من الوحلوفقاً لتقديرات وكالة حماية البيئة الأمريكية، منذ أن أصدرت الحكومة لوائح تنقية المياه في عام 1972،كمية الوحل زادت بسرعة من سنة إلى أخرىفي المملكة المتحدة ، وفقا للبيانات [18,19] ، فإن الإنتاج السنوي للطين الناتج عن معالجة مياه الصرف الصحي هو 1.107 مليون طن من الطين الجاف.الطريقة الرئيسية للتخلص النهائي من الوحل في المملكة المتحدة هي الزراعة (46ويتبعها إلقاء الحمأة في البحر (33.5%).أن الاتحاد الأوروبي حدد في الاتفاق أن الموعد النهائي لإلقاء سلال مياه الصرف الصحي في البحر هو 31 ديسمبر، 1998، مما يعني أن 33.5٪ من الوحل في المملكة المتحدة سيتم تحويلها إلى التخلص من الأراضي.تمثل 8% فقط من طاقة معالجة الوحلعلى المدى الطويل، الاتجاه التنموي للتخلص من الوحل في المملكة المتحدة هو إعادة استخدام الوحل الذي تم معالجته عن طريق الهضم الجهازي، المعالجة الكيميائية أو الحرارية، والتخزين طويل الأجل في الأراضي الزراعية.في الوقت الحالي، وتشمل طرق التخلص من الوحل المستخدمة عادة في جميع أنحاء العالم الاستخدام الزراعي، ومكب النفايات، والتخلص من البحر، والحرق، الخ. تعتمد الولايات المتحدة والمملكة المتحدة بشكل رئيسي على الزراعة،أوروبا الغربية تعتمد بشكل رئيسي على مدافن الطين، تعتمد اليابان بشكل رئيسي على الحرق ، واستراليا تعتمد بشكل رئيسي على مدافن الطين والتخلص من البحر.أجرت دول الاتحاد الأوروبي تحليلا شاملا اتجاه تطور التخلص من الوحل [20]بسبب عوامل مثل المساحة المتاحة للأراضي، وتكاليف المعالجة، والمعايير البيئية الصارمة بشكل متزايد، وتعميم سياسات استرداد الموارد،بالإضافة إلى التغيرات الكبيرة في خصائص الوحل في السنوات الـ 10-20 القادمة، كانت نسبة طرق التخلص من الوحل التي اعتمدتها دول الاتحاد الأوروبي في عام 2005 على النحو التالي: تمثل إعادة التدوير 45٪، والمحرق 38٪، ومكب 17٪.

2.2 الوضع الحالي لمعالجة الطين المنزلي والتخلص منه
بعض المدن الصغيرة والمتوسطة في الصين لم تبني أساسا مرافق معالجة مياه الصرف الصحي، وحتى في المدن الكبيرة والمتوسطة الحجم مع محطات معالجة مياه الصرف الصحي،أكثر من 90% من مرافق معالجة الوحل غير متطابقةأكثر من 70٪ من محطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تم بناؤها تستخدم مباشرة الوحل غير المعالجة لأغراض زراعية.يتم تجفيف الوحل المهضوم قليلاً فقط قبل استخدامه مباشرة لأغراض زراعية، مما يجعل من الصعب الوفاء بالمعايير الصحية لاستخدام الوحل. تكنولوجيا التخلص من الوحل متخلفة نسبياً مقارنة بالدول المتقدمة.من منظور محطات معالجة مياه الصرف الصحي الحضرية التي تعمل بالفعل في الصين، تتضمن عملية معالجة الوحل أربع عمليات رئيسية: تركيز الوحل، الاستقرار، إزالة الماء، والتخلص النهائي.بدأت الصين في استخدام سلالات محطات معالجة مياه الصرف الصحي في مكب النفايات والخضرة الحضرية، واستخدام الوحل كجزء من الأساس لإنتاج الأسمدة المركبة للزراعة وغيرها من الأغراض.استخدام الوحل للزراعةبسبب عدم الاهتمام الكافي لمراقبة المؤشرات الفيزيائية والكيميائية مثل مسببات الأمراض والمعادن الثقيلة والمركبات العضوية السامةوالمؤشرات الحسية مثل الرائحة في إدارة الوحل في الصين، فإن مزيد من التخلص من الوحل واستخدامه محدود. نسبة تقنيات التخلص من الوحل المحلية هي كما يلي: الاستخدام الزراعي يمثل 44.83٪ ،المكبات النفايات.03٪، وتشكل عمليات التخلص من الحمأة غير الحمضية 13.79٪، والبيئة 3.45%، والمحرق 3.45%، والمكب المختلط مع القمامة 3.45%79% من الوحل المنزلي لم يتم التخلص منهوالتي تشكل تهديداً كبيراً للبيئة، فالرائحة الكريهة المنبعثة من الوحل ملوثة بشدة، والبكتيريا المسببة للأمراض تشكل تهديداً محتملاً لصحة الإنسان،والمعادن الثقيلة والمركبات العضوية السامة والضارة تلوث أنظمة المياه السطحية والجوفيةأسباب هذه الظاهرة تشمل: بسبب تأخر بدء معالجة الطين والتخلص منه في الصين، لم تضم العديد من المدن مواقع التخلص من الطين في تخطيطها الحضري الشامل،مما يؤدي إلى أن العديد من محطات معالجة مياه الصرف الصحي تجد صعوبة في العثور على طرق مناسبة للتخلص من الوحل ومواقع التخلص منها؛ أساس استخدام الوحل في بلدنا ضعيف، وفهم الناس لاستخدام الوحل غير كافية بشكل خطير.,والتي تركت مخاطر خفية للتخلص النهائي من بعض الوحل الضار.ولا يزال هناك جزء من سلال محطات معالجة مياه الصرف الصحي يتم تخزينها ونقلها فقط من قبل إدارة الصرف الصحي البيئي إلى الضواحي للتراكم المباشريمكن أن يؤدي تراكم الحمأة التعسفي بسهولة إلى تلوث ثانوي وإهدار موارد الحمأة.المشكلة الحالية التي تواجه بلدنا هي تطوير تكنولوجيا التخلص من الوحل في أقرب وقت ممكن لحل مشكلة الوحل المتزايد في مياه الصرف الصحي.
3 اتجاهات تطوير تكنولوجيات معالجة الطين والتخلص منه
في السنوات الأخيرة، ظهرت بعض التقنيات الناشئة، مثل تكنولوجيا معالجة البلازما للطين، والتي يتم تطبيقها تدريجياً في معالجة النفايات العضوية الحضرية.الولايات المتحدةوقد بنيت ألمانيا واليابان ودول أخرى محطات معالجة البلازما ذات نطاق معين ، كما تطورت في الصين في السنوات الأخيرة [21].لم يتم استخدام تكنولوجيا معالجة الوحل بالموجات فوق الصوتية التي تم تطويرها حديثًا على نطاق واسع بسبب كفاءة واستهلاك الطاقة لاستخدام الطاقة الصوتية، ولكن لديها آفاق واسعة للاستخدام المشترك مع عمليات معالجة الوحل الأخرى.تكنولوجيات متعددة لاستخدام الوحل كمواد بناء ناضجة نسبيا في البلدان المتقدمة في جميع أنحاء العالممن بينها تقنيات مثل طوب البناءالمواد الخفيفة والمواد الاسمنتية قد بدأت الإنتاج على نطاق واسع والتطبيق أو تخطط لإنتاج واسع النطاق وإعادة الاستخدام في بلدان مثل اليابان وألمانيا- طرق معالجة والتخلص الأخرى للطين، مثل تعديل الطين لإنتاج المسامح والكربون المنشط، واستخدامها كمواد رابطة، وزيت الطين، وتحلل المركبات الكلورية،تمت دراستها إلى حد مابعد عقود من التطوير، الدول المتقدمة مثل أوروبا وأمريكا،وقد شكلت اليابان طرق تكنولوجيا معالجة الطين والتخلص منها كاملة نسبيا [22]، وتطبيق المعدات ذات الصلة قد أصبحت ناضجة أيضا. القوانين واللوائح والمعايير ذات الصلة قد اكتملت نسبيا. في السنوات الأخيرة،قامت اليابان بتعديلات استراتيجية في الطريق التكنولوجي لمعالجة الطين والتخلص منه، والتحول تدريجيا نحو استخدام الموارد من الوحل، ومحتوى رماد الحرق من الوحل يستخدم أيضا لإنتاج مواد البناء.النهج العام لمعالجة الطين والتخلص منه في البلدان المتقدمة مثل أوروبا، أمريكا، واليابان هو استخدام الموارد من الوحل، مع استخدام الأراضي باعتبارها الطريقة الرئيسية والاتجاه المشجع للتخلص من الوحل.تقنيات استخدام الموارد مثل الهضم الجهازي، التخمير الهوائي، واستخدام الأراضي، وتصنيع مواد البناء ستكون محور البحث في معالجة الطين والتخلص منه على الصعيد الدولي.أصبح تحقيق الاستفادة القصوى من الوحل اتجاهًا في تطوير مجال معالجة الوحل والتخلص منه دوليًا.

4 الاستنتاج
في الوقت الحاضر ، فإن الوحل الذي ينتج في الصين حوالي 48٪ 28٪ هو لاستخدام الأراضي ومكب 48٪ ، الحرق 3 45٪ ، 13 79٪ لم يتم التخلص منها بشكل صحيح ،والوضع العام هو بشكل رئيسي في شكل استخدام الأراضي، مع الاستخدام في الغالب للزراعة [23]. لا تزال هناك كمية كبيرة من الوحل التي لم يتم التخلص منها بشكل صحيح ، والتي قد تشكل مخاطر محتملة على البيئة.جنبا إلى جنب مع الظروف الوطنية الأساسية للصين مع عدد كبير من السكان والموارد النادرة نسبيا والطاقة، تكنولوجيا إعادة استخدام الوحل ذات قيمة كبيرة للتنمية.يمكن أن نرى أن استخدام الموارد واستخدام الطاقة من الوحل سيكون اتجاه تنمية هام لصناعة الوحل المحلية في المستقبل.