เทคนิคการจัดการขยะมูลฝอย
ประเภทของขยะมูลฝอย
ขยะมูลฝอย สามารถแบ่งออกได้ 4 ประเภท ดังนี้
1 ขยะทั่วไป (General Waste)
เป็นขยะจากสํานักงาน ถนนและการก่อสร้าง ได้แก่ กระดาษ เศษไม้ กิ่งไม้ ฟางข้าว แก้ว กระเบื้อง ยาง เศษอิฐกรวด ทราย ถุงพลาสติก เศษปูน อิฐหัก หิน ขยะประเภทนี้ไม่เกิดการย่อยสลายและเน่าเหม็น การกําจัดขยะทั่วไปควรคัดแยกขยะที่สามารถนํามาใช้ใหม่ได้ก่อนการกําจัด
2 ขยะอินทรีย์ (Organic Waste)
เป็นขยะจากครัวเรือน ภัตตาคาร โรงอาหาร ตลาดสดและการเกษตรกรรม ได้แก่ เศษอาหาร เศษผัก เศษเนื้อ เศษผลไม้ ซากสัตว์ มูลสัตว์ ขยะประเภทนี้สามารถย่อยสลายและเน่าเปื่อยได้ง่าย เพราะเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีความชื้นสูง มีกลิ่นเหม็น การกําจัดขยะอินทรีย์ควรทำเป็นปุ๋ยหมัก
3 ขยะอุตสาหกรรม (Industrial Waste)
เป็นเศษวัสดุที่เกิดจากการผลิต หรือขั้นตอนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมอาจเป็นสารอินทรีย์ที่เน่าเปื่อยซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของอุตสาหกรรม ซากยานพาหนะที่หมดสภาพการใช้งาน หรือใช้งานไม่ได้ รวมทั้งชิ้นส่วนของยานพาหนะ เช่น ยาง แบตเตอรี่ เป็นต้น ในการกําจัดควรพิจารณาการแยกชิ้นส่วนที่ยังสามารถนํากลับมาใช้ได้
4 ขยะติดเชื้อและขยะอันตราย (Hazardous Waste)
เป็นขยะจากสถานพยาบาลหรืออื่นๆ ซึ่งต้องใช้กรรมวิธีในการทําลายเป็นพิเศษ ได้แก่ วัสดุที่ผ่านการใช้ในโรงพยาบาล แบตเตอรี่ กระป๋องสีพลาสติก ฟิลม์ถ่ายรูป ถ่านไฟฉาย เป็นต้น การกําจัดขยะติดเชื้อจากโรงพยาบาลจะทําลายโดยการเผาในเตาเผา ส่วนขยะอันตรายอื่นๆต้องดําเนินการอย่างระมัดระวัง
การลดอัตราการเกิดขยะมูลฝอย
การลดปริมาณการเกิดขยะมูลฝอยสามารถทําได้ ดังนี้
1 การลดปริมาณการผลิตขยะมูลฝอย (Reduce) ทําได้โดย
(1) ใช้สินค้าชนิดเติม เช่น ผงซักฟอก น้ำยาล้างจาน น้ำยาทําความสะอาดและถ่านไฟฉายชนิด ชาร์จใหม่
(2) เลือกใช้สินค้าที่มีคุณภาพ มีห่อบรรจุภัณฑ์น้อย อายุการใช้งานยาวนานและตัวสินค้าไม่เป็นพิษ
(3) การใช้ภาชนะแทนบรรจุภัณฑ์ เช่น ปิ่นโต จานและกล่องใส่อาหารแทนการใช้ถุงพลาสติก
(4) ลดการใช้วัสดุย่อยสลายยาก เช่น โฟมบรรจุอาหารและถุงพลาสติก
(5) ลดการใช้สินค้าฟุ่มเฟือย เช่น การใช้ผ้าเช็ดหน้าแทนการใช้กระดาษทิชชู
2 การลดปริมาณขยะโดยการใช้ซ้ำ (Reuse)
โดยการใช้วัสดุสิ่งของต่างๆให้คุ้มค่าที่สุด ได้แก่
(1) การใช้กระดาษทั้ง 2 หน้า
(2) การนําบรรจุภัณฑ์มาใช้ซ้ำ เช่น การนํากล่อง หรือถุงมาใช้ประโยชน์ซ้ำหลายครั้ง
(3) ขวดน้ำดื่มที่หมดแล้วนํามาใช้ใส่น้ำดื่ม หรือการนําขวดแก้วมาทําเป็นแจกันดอกไม้
3 การลดปริมาณขยะโดยการรีไซเคิล (Recycle)
โดยการนําวัสดุที่ยังสามารถนํากลับมาใช้ใหม่นํามาแปรรูปใช้ใหม่โดยกรรมวิธีต่างๆ โดยการคัดแยกขยะมูลฝอยแต่ละประเภท ทั้งที่บ้าน โรงเรียนและสํานักงาน เพื่อนําเข้าสู่กระบวนการรีไซเคิล โดยการนําวัสดุรีไซเคิลไปขาย หรือนําไปบริจาคนําเข้าธนาคารขยะรีไซเคิล เป็นต้น
ระบบกำจัดขยะ (Solid Waste Treatment Plant)
วิธีการกำจัดขยะที่นิยมใช้ในปัจจุบัน ได้แก่ การนำไปเผาในเตาเผา การนำไปหมักเพื่อทำปุ๋ย การหมุนเวียนเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ การนำไปเป็นอาหารสัตว์และการฝั่งกลบอย่างถูกหลักสุขาภิบาล
สำหรับวิธีการฝังกลบมีขั้นตอนในการกำจัดที่ไม่ยุ่งยาก ต้นทุนต่ำและไม่ก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม โดยรูปแบบการฝังกลบแบ่งออกเป็น 2 วิธี ดังนี้
การฝังกลบตามหลักสุขาภิบาล
ใช้สำหรับฝังกลบขยะมูลฝอยหรือของเสียที่ไม่เป็นอันตราย โดยแบ่งวิธีฝังกลบแบ่งออกเป็น 2 แบบดังนี้
แบบถมพื้นดิน
การฝังกลบขยะในพื้นที่ที่เป็นหลุมเป็นบ่อ หรือเป็นพื้นที่ที่ต่ำและต้องการถมให้พื้นที่นั้นสูงขึ้นกว่าระดับเดิม อาทิ บริเวณบ่อดินลูกรัง ริมตลิ่ง หรือบริเวณที่ถูกขุดดินเพื่อออกไปทำประโยชน์อย่างอื่น เป็นต้น โดยการฝังกลบพื้นที่แบบนี้จะดำเนินการเทขยะลงไปในหลุมแล้วเกลี่ยขยะให้กระจายโดยรอบพร้อมกับบดอัดให้แน่นหลังจากนั้นก็ใช้ดินกลบแล้วบดอัดให้แน่นอีกครั้ง
แบบขุดเป็นร่อง
การกำจัดขยะแบบฝังกลบในพื้นที่ราบซึ่งต้องดำเนินการขุดให้เป็นร่องก่อนโดยจะต้องมีความกว้างอย่างน้อยประมาณ 2 เท่าของขนาดเครื่องจักรกลที่ใช้เพื่อให้เกิดความสะดวกในการทำงานของเครื่องจักร ส่วนความลึกของร่องจะขึ้นอยู่กับระดับของน้ำใต้ดินซึ่งโดยส่วนใหญ่ร่องจะมีความลึกประมาณ 2 - 3 เมตร และทำให้ลาดเอียงไปด้านใดด้านหนึ่งเพื่อไม่ให้น้ำขังในบ่อเมื่อเกิดฝนตก โดยดินที่ขุดเพื่อทำบ่อจะถูกวางกองไว้เพื่อใช้เป็นดินกลบต่อไป ต่อจากนั้นจึงนำขยะเทลงในบ่อแล้วเกลี่ยให้กระจายและบดทับให้แน่นอีกครั้ง
การฝังกลบอย่างปลอดภัย
ใช้สำหรับฝังกลบกากของเสียอันตรายที่ผ่านการทำลายฤทธิ์โดยปรับเสถียรแล้ว ซึ่งขั้นตอนในการกำจัดขยะแบบฝังกลบเป็นการนำขยะมากองรวมกันไว้ในบ่อดินแล้วเกลี่ยและบดอัดทับขยะให้แน่นโดยรถแทรกเตอร์ หลังจากนั้นนำดินมากลบทับหน้าขยะพร้อมบดอัดทับให้แน่นอีกครั้ง ชั้นบนสุดจะต้องกลบดินบดทับให้แน่น ทำเป็นชั้นๆจนสามารถปรับระดับพื้นดินได้ตามต้องการแล้วปล่อยให้ขยะสลายตัว ซึ่งระหว่างการรอเวลาสลายตัวนั้นจะต้องทำการตรวจสอบและกั้นรั้วบริเวณปฏิบัติการเพื่อป้องกันการบุกรุกอื่นๆ และขณะที่ขยะกำลังสลายตัวจะก่อให้เกิดน้ำจากการหมักของขยะซึ่งน้ำดังกล่าวจะถูกนำเข้าสู่กระบวนการบำบัดน้ำเสียก่อนปล่อยทิ้งลงสู่แหล่งน้ำหรือก่อนนำน้ำที่ได้บำบัดนั้นกลับมาใช้ใหม่
- การผลิตเชื้อเพลิงขยะ (Refuse Derived Fuel: RDF)
การใช้ขยะมูลฝอยที่เก็บรวบรวมได้เพื่อการเผาไหม้โดยตรงมักก่อให้เกิดความยุ่งยากในการใช้งาน เนื่องจากความไม่แน่นอนและไม่สม่ำเสมอในองค์ประกอบต่างๆ ประกอบกันขึ้นเป็นขยะมูลฝอย ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามชุมชนและตามฤดูกาล อีกทั้งขยะมูลฝอยเหล่านี้มีค่าความร้อนต่ำ มีปริมาณเถ้าและความชื้นสูง สิ่งเหล่านี้ก่อความยุ่งยากให้กับผู้ออกแบบโรงเผาและผู้ปฏิบัติและยังควบคุมการเกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ยาก การแปรรูปขยะมูลฝอยโดยผ่านกระบวนการจัดการต่างๆเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพและคุณสมบัติทางเคมีของขยะมูลฝอยเพื่อทำให้กลายเป็นเชื้อเพลิงขยะ (Refuse Derived Fuel : RDF) จะสามารถแก้ปัญหาดังกล่าวมาข้างต้นได้ ซึ่งเชื้อเพลิงที่ได้นั้นสามารถนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตพลังงานได้ เชื้อเพลิงขยะ (RDF) เป็นการปรับปรุงและแปลงสภาพของขยะมูลฝอยให้เป็นเชื้อเพลิงแข็งที่มีคุณสมบัติค่าความร้อน (Heating Value) ความชื้น ขนาด และความหนาแน่น เหมาะสมในการใช้เป็นเชื้อเพลิงป้อนหม้อไอน้ำ เพื่อผลิตไฟฟ้าหรือความร้อนและมีองค์ประกอบทั้งทางเคมีและกายภาพสม่ำเสมอ
คุณลักษณะทั่วไปของเชื้อเพลิงขยะ ประกอบด้วย
- ปลอดเชื้อโรคจากการอบด้วยความร้อน ลดความเสี่ยงต่อการสัมผัสเชื้อโรค
• ไม่มีกลิ่น
• มีขนาดเหมาะสมต่อการป้อนเตาเผา - หม้อไอน้ำ
• มีความหนาแน่นมากกว่าขยะมูลฝอยและชีวมวลทั่วไป เหมาะสมต่อการจัดเก็บและขนส่ง
• มีค่าความร้อนสูงเทียบเท่ากับชีวมวลและมีความชื้นต่ำ
• ลดปัญหามลภาวะจากการเผาไหม้
หลักการทำงานของเทคโนโลยีนี้เริ่มจากการคัดแยกขยะที่ไม่สามารถเผาไหม้ได้ เช่น โลหะ แก้ว เศษหิน ขยะอันตรายและขยะรีไซเคิลออกจากขยะรวม ในบางกรณีจะมีการใช้เครื่องคัดแยกแม่เหล็กเพื่อคัดแยกมูลฝอยที่มีเหล็กเป็นส่วนประกอบและใช้เครื่อง Eddy Current Separator เพื่อคัดแยกอลูมิเนียมออกจากมูลฝอย จากนั้นจึงป้อนขยะมูลฝอยไปเข้าเครื่องสับ – ย่อยเพื่อลดขนาดและป้อนเข้าเตาอบเพื่อลดความชื้นของมูลฝอยโดยการใช้ความร้อนจากไอน้ำ หรือลมร้อนเพื่ออบขยะให้แห้ง ซึ่งจะทำให้น้ำหนักลดลงและสุดท้ายจะส่งไปเข้าเครื่องอัดเม็ดเพื่อทำให้ได้เชื้อเพลิงขยะอัดเม็ดที่มีขนาดและความหนาแน่นเหมาะสมต่อการขนส่งไปจำหน่ายเป็นเชื้อเพลิง ซึ่งในบางกรณีจะมีการเติมหินปูนเข้าไปกับมูลฝอยระหว่างการอัดเป็นเม็ดเพื่อควบคุมและลดปริมาณก๊าซพิษที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้
การออกแบบขั้นตอนต่างๆ ในการแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิง ขึ้นอยู่กับสถานการณ์การจัดการขยะมูลฝอยในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น ถ้าขยะมูลฝอยได้มีการคัดแยกส่วนที่สามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ใหม่ เช่น โลหะ และแก้ว ได้จากแหล่งกำเนิด ดังนั้นกระบวนการแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิงก็อาจจะไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการคัดแยกโลหะ หรือแก้ว โดยทั่วไปขยะจะถูกนำมาคัดแยกส่วนที่นำไปกลับใช้ซ้ำได้ เช่น โลหะ อลูมิเนียมและแก้ว และคัดแยกอินทรีย์สาร เช่น เศษอาหารที่มีความชื้นสูง ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นวัตถุดิบป้อนเข้ากระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพ หรือผลิตสารปรับปรุงคุณภาพดิน สำหรับส่วนประกอบมูลฝอยที่เหลือจะถูกนำไปลดขนาด ส่วนใหญ่ประกอบด้วยกระดาษ เศษไม้ พลาสติก ซึ่งสามารถนำไปใช้ในกระบวนการเผาไหม้โดยตรงในรูปของ Coarse RDF (c-RDF) หรือ RDF ชนิดหยาบ หรือนำมาผ่านกระบวนการทำให้แห้งและการอัดแท่งเพื่อผลิตเป็น Densified RDF (d-RDF) ในการพิจารณาว่าจะผลิตขยะเชื้อเพลิงชนิดใดขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของระบบการเผาไหม้ สถานที่ที่ตั้งระหว่างที่ผลิตเชื้อเพลิงขยะ และสถานที่ที่ใช้งาน องค์ประกอบของเชื้อเพลิงขยะ จะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของขยะที่นำมาแปรรูป วิธีการจัดเก็บและกระบวนการที่ใช้ในการแปรรูป คุณลักษณะที่สำคัญของขยะเชื้อเพลิงหลังจากการแปรรูปแล้ว ได้แก่ ค่าความร้อน ปริมาณความชื้น ปริมาณเถ้า และปริมาณซัลเฟอร์และคลอไรด์ นอกจากนี้การแปรรูปขยะเป็นเชื้อเพลิงจะช่วยลดความชื้นส่งผลให้ค่าความร้อนขยะมีค่าสูงขึ้นด้วย การใช้ประโยชน์จากเชื้อเพลิงขยะสามารถใช้ได้ทั้งในรูปผลิตพลังงานไฟฟ้าและความร้อนโดยที่อาจจะมีการใช้ประโยชน์ในสถานที่ผลิตเชื้อเพลิงขยะ หรือขนส่งไปใช้ที่อื่น นอกจากนี้สามารถใช้เผาร่วมกับถ่านหิน เพื่อลดปริมาณการใช้ถ่านหินในอุตสาหกรรมบางประเภท เช่น อุตสาหกรรมซีเมนต์ โดยมีรูปแบบเตาเผาที่ใช้เปลี่ยนเชื้อเพลิงขยะให้เป็นพลังงานความร้อน ประกอบด้วย เตาเผาแบบตะกรับ (Stoker) เตาเผาแบบฟลูอิดไดซ์เบด (Fluidized Bed Combustor) หรือเตาเผาแก็สซิฟิเคชั่น (Gasification) หรือไพโรไลซิส (Pyrolysis)
เทคโนโลยีการจัดการขยะเป็นพลังงานในยุค RE 4.0
เทคโนโลยีกำจัดขยะที่สามารถแปลงขยะเป็นพลังงานและใชผ้ลิต มีดังนี้
- เทคโนโลยีการฝังกลบและระบบผลิตก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะ (Landfill Gas to Energy)
ขยะที่ถูกฝังในหลุมฝังกลบจะเกิดการย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์ซึ่งมีทั้งใช้ออกซิเจนในการทำ ปฏิกิริยาทำให้เกิดก๊าซชีวภาพซึ่งมีก๊าซมีเทน (CH4) เป็นองค์ประกอบหลัก ต้องเก็บรวบรวมก๊าซชีวภาพจากหลุมฝังกลบขยะมูลฝอยเพื่อนำมาเปลี่ยนเป็นพลังงาน ซึ่งเทคโนโลยีนี้ได้รับความนิยม เนื่องจากสามารถใช้ประโยชน์จากก๊าซชีวภาพได้หลากหลาย เช่น การนำไปผลิตกระแสไฟฟ้า ใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงทดแทนก๊าซธรรมชาติ ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับหม้อไอน้ำในงานอุตสาหกรรม ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะ เป็นต้น
- เทคโนโลยีเตาเผาขยะ (Incineration)
เป็นกระบวนการเผาไหม้ขยะมูลฝอยที่ใช้อากาศ เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ผลิตภัณฑ์ที่ได้ คือ ความร้อน (Heat) สามารถใช้กับหม้อต้มไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าได้และสามารถกำจัดปริมาณขยะมูลฝอยได้ ประมาณร้อยละ 80-90 โดยต้องมีการออกแบบเตาเผาให้เหมาะสมกับปริมาณและองค์ประกอบของขยะมูลฝอย ข้อดี คือ เหมาะกับสถานที่ที่มีพื้นที่จำกัด ข้อเสีย คือ เงินลงทุนและค่าใช้จ่ายสูง จำเป็นต้องบุคลากรที่มีความชำนาญในการเดินระบบและหากก่อสร้างเตาเผาไม่ได้มาตรฐาน การเผาไม้ที่ไม่สมบูรณ์จะก่อให้เกิดปัญหามลภาวะทางสิ่งแวดลอ้ม
- เทคโนโลยีการผลิตก๊าซเชื้อเพลิงจากขยะ (Municipal Solid Waste Gasification)
เป็นกระบวนการทำให้ขยะเป็นก๊าซโดยการทำปฏิกิริยาสันดาปแบบไม่สมบูรณ์(Partial Combustion) โดยสารอินทรีย์ในขยะจะทำปฏิกิริยากับอากาศ หรือออกซิเจนปริมาณจำกัดทำให้เกิดก๊าซ คาร์บอนมอนออกไซด์ ไฮโดรเจน และก๊าซเชื้อเพลิง ซึ่งนำไปผลิตไฟฟ้า หรือให้ความร้อนโดยตรงต่อไป ในกรณีที่ใช้อากาศเป็นก๊าซทำปฏิกิริยาก๊าซเชื้อเพลิงที่ได้จะมีค่าความร้อนต่ำ
- เทคโนโลยีย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic Digestion: AD)
เป็นการนำขยะประเภทเศษอาหาร เศษผัก และผลไม้ไปหมักในบ่อหมักขยะแบบปิด ซึ่งอาจมี รูปแบบถุงหมักขยะต่างๆ โดยจะต้องแยกขยะใช้เฉพาะขยะอินทรีย์ ผลการย่อยสลายด้วยจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนจะทำให้สารอินทรีย์ย่อยสลายเปลี่ยนเป็นก๊าซชีวภาพโดยมีก๊าซมีเทน (CH4) เป็นองค์ประกอบหลักและสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงผลิตพลังงานได้
ข้อดี คือ เหมาะกับขยะที่มีอัตราส่วนสารอินทรีย์สูงและกากที่เหลือในการย่อยสลายสามารถใช้ประโยชน์เป็นปุ๋ย หรือปรับปรุงดินได้
ข้อเสีย คือ ไม่สามารถใช้ประโยชน์จากขยะเศษไม้ หรือขยะพลาสติกได้ จำเป็นต้องมีระบบคัดแยกและใชเ้วลานานในการย่อยสลาย
5. เทคโนโลยีผลิตเชื้อเพลิงขยะ (Refuse Derived Fuel: RDF)
เชื้อเพลิงขยะ เป็นขยะที่ได้รับการคัดแยกเพื่อให้มีค่าความร้อนสูงขึ้นแล้วนำมาใช้ทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล มักใช้ในอุตสาหกรรมปูนซีเมนต์ เชื้อเพลิงขยะ ประกอบด้วย ขยะที่เผาไหม้ได้เป็นหลัก ได้แก่ พลาสติกและกระดาษที่นำไปใช้ในอุตสาหกรรมรีไซเคิลไม่ได้แล้วและต้องไม่มีพลาสติกประเภท PVC เจือปน เชื้อเพลิงขยะ (RDF) เป็นการปรับปรุงและแปลงสภาพของขยะมูลฝอยให้เป็นเชื้อเพลิงแข็งที่มีคุณสมษัติในด้านค่าความร้อน (Heating Value) ความชื้นต่ำ มีขนาดและความหนาแน่นเหมาะสมในการขนยา้ย หรือการเผาและมีองค์ประกอบทางเคมีและกายภาพสม่ำเสมอ ไม่มีกลิ่น ปลอดเชื้อโรคจากการอบด้วยความร้อน ลดความเสี่ยงต่อการสัมผัสเชื้อโรคและมีขนาดเหมาะสมต่อการป้อนเตาเผาและหม้อไอน้ำ
6. เทคโนโลยีระบบเตาปฏิกรณ์ (Plasma Arc)
เป็นการใช้ก๊าซร้อนอุณหภูมิสูงกว่า 3,000 องศาเซลเซียส ทำให้ขยะเกิดการหลอมละลายสารอนินทรีย์ในขยะจะกลายเป็นเศษแก้ว ส่วนสารอินทรีย์และไฮโดรคาร์บอน เช่น พลาสติก หรือยางจะกลายเป็นก๊าซ
ข้อดี คือ ความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงมากสามารถใช้ในการเผาทำลายขยะมูลฝอยได้อย่างมี ประสิทธิภาพ
ข้อเสีย คือ ใช้เงินลงทุนสูง
๓.๓ ประโยชน์ที่ได้รับ
þ ต่อตนเอง
- ได้เพิ่มพูนความรู้เกี่ยวกับการจัดการขยะมูลฝอยโดยเฉพาะเกี่ยวกับเทคโนโลยีและการควบคุม รวมถึงข้อบังคับในต่างประเทศ
- การสร้างเครือข่ายความร่วมมือในการจัดทำหลักสูตรทั้งในรูปแบบปกติและแบบ technical vocational education and training (TVET)
þ ต่อหน่วยงาน
การสร้างเครือข่ายความร่วมมือในการจัดทำหลักสูตร (TUHH, IFOA, POLIBA, COMPED, TUAF เป็นต้น)