เตาถลุงและสังเคราะห์สารจากขยะ (ในส่วนของการอัดและเผาในที่อับอากาศ)

เตาถลุงและสังเคราะห์สารจากขยะ
(ในส่วนของการอัดและเผาในที่อับอากาศ)

ในบรรดาสิ่งที่มีชีวิตบนโลกนี้ มนุษย์คือผู้สร้างขยะมากที่สุด การรณรงค์แนะนำให้รู้จัก Reuse, Recycle และ Reproduce สิ่งของต่างๆรอบตัวเรา เป็นเรื่องจำเป็น อย่างไรก็ตามในฐานะวิศวกรคนหนึ่ง ผมมีความสนใจเพิ่มเติมในเรื่องของการกำจัดขยะอย่างไร้มลพิษ

จากการสำรวจของกรมควบคุมมลพิษ พบว่าขยะเมือง (Municipal solid waste) ที่สำรวจได้ มีประมาณ 3.5 ล้านตัน/ปี จำนวนทั้งหมดนี้มีการจัดเก็บและทำลายอย่างถูกวิธีมีเพียง 37% เท่านั้น สำหรับวิธีจัดเก็บทำลายที่ถูกต้องตามหลักการคือ

• -กลบฝัง (Sanitary Land Filled) 10%
• -การกลบฝัง อยู่ระหว่างก่อสร้าง 26%
• -เตาเผา (Incinerator) 1%

ดังนั้นยังมีขยะเหลืออีก 63 % ที่ชุมชน/อุตสาหกรรมใช้ความมักง่าย ทิ้งอย่างผิดวิธี (dump On land) ตัวเลขขนาดนี้ ท่านผู้อ่านคงเห็นด้วยกับผมว่าเรื่องนี้ไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย เราคงไม่อยากมอบมรดกบ้านเมืองที่เต็มไปด้วยขยะให้กับลูกหลานของเรานะครับ

ในขณะเดียวกัน เราพบว่าเทคโนโลยีการกำจัดขยะในปัจจุบันก่อให้เกิดปัญหาตามมาทางด้านสิ่งแวดล้อมเสมอในหลายรูปแบบ เป็นปัญหาที่ยังไม่สามารถหาทางออกที่ดีได้ด้วยแนวคิดและแนวปฏิบัติในปัจจุบัน ถ้าเราพิจารณาอย่างถี่ถ้วนโดยพื้นฐานของวิทยาศาสตร์ เราจะพบทันทีว่าโดยเฉลี่ยขยะเป็นวัสดุที่ยังมีระดับของพลังงานที่สะสมไว้ค่อนข้างสูง และมีองค์ประกอบทางเคมีที่ยังมีประโยชน์อยู่อย่างมากมาย ถ้าคิดและมีความสามารถนำกลับมาใช้ได้ใหม่ เป็นลูกศิษย์ผมก็ให้คะแนนเต็มหรือเกรด A สิ่งที่สร้างความรบกวนโดยเฉพาะเรื่องกลิ่นและน้ำเสียมาจากสารอินทรีย์วัตถุและเชื้อโรคที่แปรรูปทางชีวภาพของสารอินทรีย์วัตถุบางส่วนเท่านั้น ส่วนประกอบโดยส่วนใหญ่ยังมีคุณสมบัติทางเคมีดังเดิม การกำจัดขยะโดยการเผาที่เป็นแนวทางอย่างหนึ่งในปัจจุบันจะมีปริมาณแก็ส ออกสู่บรรยากาศในปริมาณมากและมีองค์ประกอบทางเคมีที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและมนุษย์ การฝังกบขยะก็มีปัญหาในลักษณะก่อมลภาวะเหมือนกัน

ที่สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนามมีแผนการพัฒนาเตากำจัดขยะโดยเลือกใช้แนวความคิดของการ Automate ขบวนการอัดขยะและเผาในที่อับอากาศ แล้วผ่านเข้าขบวนการถลุงและสังเคราะห์สารประกอบจากขยะในระบบปิด ด้วยเทคโนโลยีด้านออโตเมชั่นและฟิสิกค์ เราเชื่อว่าสามารถลดปริมาณสารพิษที่ออกจากระบบกำจัดขยะได้ ในขณะเดียวกันก็จะได้สารประกอบต่างๆที่สามารถนำกับมาใช้ใหม่ได้ทั้งหมด ทั้งนี้ยังสามารถเลือกชนิดของสารประกอบทางเคมีที่เอื้อต่อผลดีทางด้านเศรษฐศาสตร์ของความต้องการได้อย่างความเหมาะสม

ความเป็นไปได้ทางด้านการลงทุนและการลดความยุ่งยากในการบริหารจัดการและการควบคุมระบบสามารถทำได้โดยการ เลือกเฉพาะส่วนของขบวนการเผาอับแล้วแยกโลหะ สารลาย และของแข็ง ในระบบปิด หรืออับอากาศ ที่อุณหภูมิประมาณ 800 องศา (Steam cracking process) และดึงแก็สที่ได้กลับมาทำหน้าที่ให้ความร้อน ส่วนที่เป็นของแข็งตกสู่น้ำในที่อับอากาศเพื่อแยกโลหะออกจากที่สามารถละลายและของแข็ง (semi coke) ของเหลวส่วนที่เหลือจะทำให้เป็นกลางด้วยการเติมปูนขาว ในเตาแบบนี้สามารถลดปริมาณของแก็สที่ออกจากระบบได้ เหลือประมาณ ¼ ส่วนของระบบเตาเผาแบบปกติที่มีใช้ในปัจจุบันเท่านั้น
ขั้นตอนในการทำงาน คือศึกษาออกแบบและสร้างเตาส่วนอัดและให้ความร้อน
ออกแบบระบบเผาไหม้จากแก็สที่ได้จากขบวนการเผาในที่อับ ออกแบบระบบอัตโนมัติแยกโลหะและสารละลาย ประมวลผลวิเคราะห์ตัวแปรที่จำเป็นในการออกแบบและสร้างเตาอัดและเผาขยะในที่อับอากาศ ขนาด 20 ตันต่อวัน เพียงพอและเหมาะสมสำหรับองค์การบริหารส่วนตำบล

ผลที่คาดว่าจะได้รับ คือเตาถลุงและแยกสารจากขยะแบบปิดชนิดที่ไม่ต้องแยกประเภทของขยะในการเก็บ เพื่อเชิงพาณิชย์ เพื่อทดแทนเตาเผาขยะแบบเก่าที่มีข้อจำกัดที่ต้องแยกประเภทขยะและการปล่อยสารพิษสู่บรรยากาศเป็นสัดส่วนที่สูงเกินมาตรฐาน

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ djitt@fibo.kmutt.ac.th