بسم الله الرحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ..
إعادة التدوير كأداة لحماية البيئة
دورها ـ ومتطلبات نجاحها
د. أسامة نور الدين الفزاني
الشركة العامة للإلكترونات
ملخص:
لتجنب أو للتقليل بأكبر قدر ممكن من التلوث البيئي يجب اتباع وتطبيق تسلسل استراتيجيات إدارة المخلفات ( وما يتضمنه من رفع لكفاءة وإنتاجية المواد والطاقة). والتي ترتكز على مبادئ : استخدام تقنيات إنتاج نظيفة – تكوين الدوائر المغلقة ( إعادة التدوير) – التخلص الملائم بيئيا من المخلفات والنفايات.
وتلعب إعادة التدوير دوراً مهماً في حماية البيئة والحفاظ عليها من خلال:
1) المحافظة على الموارد وتقليل الاستهلاك (تقليل انسياب المواد واستهلاك الطاقة)
2) حماية الأراضي الزراعية وأماكن رمي المخلفات
3) حماية البيئة من المواد والانبعاثات السامة
ولإنجاح عملية إعادة التدوير يجب مراعاة وتحقيق المتطلبات البيئية والتقنية والاقتصادية العامة بالإضافة للمتطلبات الفنية الخاصة بكل منتوج والتنسيق بينها أثناء عملية تصميم المنتوج.
وتقدم هذه الورقة تعريفات ومبادئ إعادة التدوير ودورها في حماية البيئة والتقليل من التلوث وقواعد وإرشادات للتصميم المساعد لإعادة التدوير.
1. المقدمة
يترافق التطور والنشاط الصناعي والاقتصادي والاجتماعي بالتلوث البيئي. فمع دخول الصناعة والتقنية كل مجالات الحياة (والمتمثل في الأجهزة والمعدات والسلع الاستهلاكية) وتغير أسلوب وشكل الحياة ، تزداد أيضا مشاكل التلوث البيئي والتي تتكون خلال مراحل حياة المنتوج التالية:
* استخراج وتصنيع المواد الخام
* تصنيع المنتوجات
* استخدام المنتوجات
* التخلص من المخلفات والمنتوجات القديمة " الخردة "
بالرغم من المزايا المتعددة للصناعة وما تقدمه وتوفره من خدمات إلا أنها تسبب في أنواع متعـددة من التلوث البيئي وما ينتج عنه من مضار وأخطار. فمعظم العمليات الصناعية والتقنية سواء كانت لإنتاج أو لاستخدام منتوج تؤدى إلى تكون العديد من الملوثـــات ومنهـا:
تلوث الهواء ومياه الصرف والمخلفات الصلبة. وفي حياتنا اليومية نجد أننا نستخدم العـديـد من المنتـوجات والســلــع التي ينطبــق عليهــا نفس الشيء. في الشكل والجدول رقم (1)كمية المخلفات التي تتكون خلال إنتاجبعض أنواع المنتوجات.
شكل (1)الصناعة والمخلفات
جدول (1) كمية المخلفات التي تتكون نتيجة لإنتاج بعض أنواع المنتوجات
المخلفات
كمية إنتاج
مواد منتجة
350.000 طن
1 طن
ذهب
14 طن
1 طن
حديد
5 طن
1 طن
فحم حجري
10 كجم
قطعة واحدة
جرائد يومية
25 طن
قطعة واحدة
سيارة
2 استراتيجيات حماية البيئة
1.2. استخدام تقنيات إنتاج نظيفة
تشتمل هذه الاستراتيجية على النقاط التالية:
· تجنب أو التقليل من تكون الملوثات البيئية والمخلفات
· العمل على منع أو التقليل من استخدام المواد ذات الأثر البيئي الئ
· العمل على استخدام تقنيات مناسبة لمنع انسياب و خروج المواد الملوثة للهواء والماء والتربة من خلال تركيب واستخدام المصائد / المصفيات المناسبة
· التخلص الملائم بيئيا من النفايات والرواسب الناتجة عن هذه المصائد / المصفيات
بالإضافة لهذه النقاط يجب مراعاة مرحلة إستخدام المنتوج وما ينتج عنها من ملوثات ومخلفات كما يجب أيضاً الاهتمام بعمليات التقييم البيئي ( تقييم الوحدات الإنتاجية / تقييم دورة حياة المنتوج) ، لما توفره من معلومات عن التلوث ومصادره والتي من خلالها يمكن مقارنة الإمكانيات والتقنيات الإنتاجية والخدمية واختيار الحلول والبدائل الأفضل وتحسين النقاط الحرجة بها.
2.2. تكوين الدوائر المغلقة ( إعادة التدوير)
كل عملية تصنيعية أو تشغيلية تتم على المواد الخام أو مواد التشغيل ترفع من قيمة هذه المواد وكل عملية استخدام لهذه المواد أو أي منتوج منها ترفع من فعالية هذه المواد.
فعن طريق الرفع من فعالية المواد ، من خلال إطالة عمر المنتوج / المادة (إعادة الاستخدام / إعادة التصنيع) ، يتم التقليل من انسياب واستهلاك المواد والطاقة ومن التكاليف والتلوث البيئي شكل (2).
شكل (2)الرفع من فاعلية المواد والمنتوجات
3.2. التخلص الملائم بيئيا من النفايات والمخلفات
لضمان حماية البيئة من كل المخلفات التي لايمكن الاستفادة منها أو تجنبها يجب التخلص منها بالطرق الملائمة للبيئة. ويشمل ذلك:
× الحرق لإنتاج طاقة حرارية تستخدم في عدة مجالات وللتقليل من حجم المخلفات النهائية مع ضرورة مراعاة الغازات والمخلفات الناتجة عن عملية الحرق
× الردم باستخدام أماكن رمي خاصة يراعى فيها عدم الاضرار بالتربة أو المياه الجوفية أو الهواء الجوى
3. إعادة التدوير
بالنسبة للصناعة فإن أحد التحديات حاليا هو التعامل مع معضلة استنزاف الموارد غير المتجددة وازدياد كمية المخلفات والتلوث البيئي والبحث عن بدائل وحلول.
الفكرة الجوهرية لإعادة التدوير هي استحداث أو استكمال الدوائر المغلقة للاستفادة من المنتوجات والمخلفات وذلك بإعادة استخدامها أو تصنيعها شكل (3).
شكل (3)أنواع ودورات إعادة التدوير
1.3 أنواع إعادة التدوير
× إعادة تدوير المنتوج (product recycling): تعتبر حلا ضروريا وبديلا للإنتاج الجديد ويمكن تطبيقها على الإنتاج الكامل أو المكونات والأجزاء كالآتي:
* إعادة تدوير المنتوج مع المحافظة على شكله وبنيانه والقيمة العالية له بعد صيانته أو تطويره وإعادة استخدامه لنفس الوظائف والمهام أو غيرها
* إعادة تدوير المنتوج بعد تفكيكه وإدخال مكوناته وأجزائه لعملية الإنتاج والتجميع ويعتبر هذا النوع أقل قيمة من النوع السابق
× إعادة تدوير المواد (material recycling): الاستفادة من المواد الداخلة في صناعة أي منتوج (إعادة التصنيع ) في صناعات مماثلة أو مختلفة بعد فصل المواد الداخلة في صناعته عن بعضها البعض مع مراعاة شروط حماية البيئة كالآتي:
* إعادة تدوير المواد من خلال إعادة تصنيعها واستخدامها كمواد تشغيل
* إعادة تدوير المواد من خلال معالجتها كيميائيا أو حراريا لتصنيع مواد خام جديدة
4. دور إعادة التدوير في حماية البيئة
تساهم إعادة التدوير في المحافظة على البيئة والتقليل من التلوث من خلال دورها في الآتي:
× المحافظة على موارد المواد والطاقة
* تقليل الاستهلاك من خلال إطالة عمر المنتوج
* تقليل الاستهلاك من خلال إعادة التصنيع
* تقليل الاستهلاك من خلال الرفع من كفاءة العمليات الإنتاجية
* توفير الطاقة من خلال التقليل من العمليات الإنتاجية
× حماية الأراضي المستخدمة كمكبات لرمي القمامة من خلال التقليل من المخلفات
× حماية البيئة من المواد الضارة والسامة الناتجة عن الصناعات الاستخراجية والتحويلية
5. متطلبات التصميم المساعد لإعادة التدوير
لضمان نجاح أي منتوج في تحقيق المتطلبات البيئية والتقنية والاقتصادية لإعادة التدوير وحماية البيئة والمتطلبات الفنية والاقتصادية الأخرى يجب مراعاة كل هذه المتطلبات ، والتي تتعارض مع بعضها في بعض الأحيان ، أثناء عملية التصميم وذلك بشكل متواز ومتزامن.
1.5 المتطلبات البيئية
تعتبر عملية إعادة التدوير لغرض الحصول على المواد الثانوية ( مواد التشغيل ) ملائمة بيئيا عندما يكون استهلاك الطاقة والمواد والإنبعاثات وتلوث الماء والهواء والتربة أقل منها أثناء إنتاج مواد جديده بنفس المواصفات .
أهم التساؤلات التي تطرح في مجال المتطلبات البيئية أثناء عملية تطوير وتصميم أي منتوج جديد:
· هل طرق إنتاج المنتوج واستخدامه قليلة التأثير البيئي وتحافظ على الموارد ؟
· هل من الممكن تغيير طرق الإنتاج إلى أخرى أكثر ملائمة للبيئة ؟
· هل من الممكن تفكيك المنتوج إلى أجزاء يمكن الاستفادة منها وإعادة تدويرها ؟
· ما هي الأجزاء التي يمكن إعادة استخدامها ؟
· ما هي الأجزاء التي يمكن إعادة تصنيعها ؟
· ما هي العمليات الإنتاجية اللازمة لإعادة الاستخدام أو إعادة التصنيع ؟
· ما هي الأجزاء التي لا يمكن إعادة تدويرها ويجب بالتالي التخلص منها ؟
· ما هي التكلفة المطلوبة لإعادة التدوير والتخلص من المخلفات والبقايا ؟
· هل من الممكن تحميل تكلفة المتطلبات البيئية على سعر المنتوج النهائي ؟
· هل من الممكن تقليل التكلفة بإجراء تعديلات على التصميم وتجنب استخدام بعض المواد ؟
· ما أهمية المنتوج الملائم للبيئة بالنسبة للزبون ؟
· ما هي القوانين واللوائح الواجب مراعاتها ؟
2.5 المتطلبات التقنية
لمعالجة المخلفات وإعادة تدويرها يجب البحث عن التقنيات المناسبة والتي يمكن من خلالها إنتاج مواد تشغيل تتساوى مع المواد الجديدة من ناحية المواصفات، أو استخدام المخلفات لإنتاج منتوجات أخرى أقل درجة نوعية ( downcycling) في حالة تواجد إمكانية التسويق والقبول لدى المستهلك.
وتعتمد إعادة التدوير وجودة المواد المنتجة بشكل كبير على عدة عوامل ومتطلبات تقنية شكل (4).
شكل (4)3.5 المتطلبات التقنية لعملية إعادة التدوير
المتطلبات الاقتصادية
تعتبر مسألة التكلفة الاقتصادية لعملية إعادة التدوير عنصراً هاما يجب أخذه في الاعتبار لأن العديد من التقنيات والإمكانيات المتاحة يتم تجنبها نظراً لارتفاع تكلفتها. وهي تعتمد بشكل رئيسي على شكل وتركيبة المنتوج والمواد الداخلة في صناعته. فكلما ازدادت درجة التفكيك والفرز للمكونات والمواد وبالتالي تكاليفها انخفض الربح الذي يمكن تحقيقه شكل (5).
شكل (5)التكاليف والعوائد لعملية إعادة التدوير
4.5 قواعد وإرشادات للتصميم
من خلال استعراض المتطلبات البيئية والتقنية والاقتصادية يمكن استخلاص المواصفات والمتطلبات المساعدة لإعادة التدوير والمتمثلة في عدة خواص هي:
1) خاصية التغيير والتطوير
2) خاصية التفكيك
3) خاصية المواد
1.4.5 خاصية التغيير والتطوير
كل ما يمكن إعادة استخدامه لا يجب تصنيعه من جديد ويوفر بالتالي مواد خام وطاقة وتكلفة. ومع زيادة عمر المنتوج وطول مدة الاستعمال تقل كمية المخلفات. أهم شروط عملية إعادة الاستعمال هي تطبيق مفهوم توحيد القياس (standardization) للمكونات والأجزاء.
ولإنجاح عملية إعادة تدوير المنتوج يجب السعي لتطبيق الاستراتيجية الهندسية التالية شكل (6).
فوائد ومزايا استخدام المنتوج لمدة طويلة (إعادة تدوير المنتوج):
* التقليل من كمية المواد المستعملة / الزمن
* الرفع من فعالية المواد ( عدد الوظائف المتحققة / كمية المواد المستعملة )
* التقليل من كمية الفضلات / الزمن
* الحفاظ على قيمة المنتوج لمدة أطول
* التقليل من تلوث البيئة
شكل (6)الاستراتيجية الهندسية لإعادة تدوير المنتوج
2.4.5 خاصية التفكيك
تتمثل أهمية خاصية التفكيك وفصل المكونات والمواد في الآتي:
* تفكيك الأجهزة والمعدات ونزع المكونات والأجزاء لإجراء الصيانة أو الاستبدال أو التطوير
* تفكيك المنتوج كليا للمواد الداخلة في صناعته وفصلها عن بعضها البعض لإعادة تصنيعها
أهم النقاط التي يجب مراعاتها هي:
* الحد الأدنى من تكاليف التفكيك
* الحد الأقصى من المواد القابلة لإعادة التدوير مع مراعاة الحد الأدنى من التكاليف
* الحد الأدنى من تكاليف التخلص من المواد الخطرة ومعالجتها
جدول(2)إرشادات وقواعد تصميمية لخاصية التفكيك
إرشادات وقواعد تصميمية لخاصية التفكيك
اختيار بنية وتركيبة الجهاز التي تساعد على تفكيك الجهــاز إلى أعلى حد من التفكيك بشكل بسيط وسريع بدون استعمال معدات خاصة حتى يمكن إعادة استعمال أو إعادة تصنيع المكونات والأجزاء بشكل سهل ، ويستحسن استخدام تركيبة وبنية تساعد على تطبيق عملية التفكيك المتزامن
خاصية البنية والتركيبة
استعمال الروابط والمثبتات سهلة التفكيك بـــدون استعمال أدوات خاصـة وبدون تكلفة إضافية. تفضيل روابط ( الشكل ـ القــوة ) على روابط ( المادة ) وهــذا يتطــلب سهولة التعرف على أماكن الربط والتثبيت وتجنب الصدأ والأوساخ.
خاصية التفكيك
3.4.5 خاصية المواد
تتطلب هذه الخاصية استعمال مواد يمكن فصلها عن بعضها بشكل بسيط وسريع وبدون استعمال مواد خطرة وتجنب وتعدد مدخلات العملية الإنتاجية والعمل على إنتاج منتجات مصنعة من مادة واحدة فقط.
جدول (3) إرشادات وقواعد تصميمية لخاصية المواد
إرشادات وقواعد تصميمية لخاصية المواد
يفضل إنتاج منتوج مــن مادة واحدة فقـط أو على الأقل تقلــيل تعـــدد المواد المستخدمة ( الشيء غير المستخدم لا يجب تفكيكه أو معالجته أو إعادة تصنيعــه أو التخلص منه)
خاصية التعدد
عملية الربط والخلط بين المـــواد المختلفة وخصوصا بــين المواد القابلة لإعادة التـــدوير والـــمواد الضارة يجب أن تختار بشكل يضــمن عمليـــة الفصل بينها بسهولة وبتكلفة بسيطة إلـــى أجزاء غير متداخلة ونقية
خاصية الفصل والتجزئة
في حالة عدم إمكانية إنتاج منتوج من مادة واحدة وضرورة استعمال خليط من المواد يجب استعمال المواد القابلة لإعادة التدوير متى أمكن
خاصية الانسجام
العمل على استخدام المواد القابلة لإعادة التصنيع بتكاليف قليلة ( المعادن / اللدائن ) وتجنب استعمال المواد غير القابلة لإعادة التصنيع
خاصية الانتفاع
العمل على تجنب استخدام المــواد الضــارة وغير القابلـــة للمعالجــة أو تتطلب تكاليف عاليــة لمعالجتها ، وعند الاضطرار إلى استخدامها يجب استعمالها على حدة وعدم استخدامهــا مع مــواد أخرى
خاصية التخلص والمعالجة
يجب ترمــيز كل المنتجات بشكل جـيد وواضح مما يسهــل عملية التعرف على المواد الداخلة في الإنتاج بالإضافة لطرق التفكيك والمعالجة
خاصية الترميز
6. التوصيات
تتركز التوصيات على ضرورة البحث والتطوير في المجالات التالية:
1. تقنيات وطرق التفكيك
2. معدات وآلات التفكيك الآلي
3. تقنيات ترميز الآلات والأجزاء والمواد (وخصوصا ذات التأثير البيئي )
4. تقنية إعادة تصنيع المواد ( بصفة خاصة اللدائن )
5. منظومة / شبكة تجميع وفرز وتصنيف ونقل المخلفات والنفايات
المراجع
I. Osama Fezzani, Wiederverwendung von Leiterplatten- ein alternatives Konzept zur Verwertung Technische Universitaet Dresden / Germany 1996
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة غـــموض شفــاف 
