Қазақстанның әртүрлі қалаларындағы тұрмыстық қатты қалдықтарының құрамы мен қасиеттерін талдау
Қаралымдар: 31 / PDF жүктеулері: 16
DOI:
https://doi.org/10.32523/2616-6771-2025-152-3-11-42Кілт сөздер:
Қалдықсыз өндіріс, Қалдықтарды қайта өңдеу, Тұрмыстық қалдықтар, Пиролиз, Энергия тиімді технологиялар, Синтездік газ, Жылу энергиясы, Метан, Көмірқышқыл газы, Парниктік газдарАңдатпа
Қазақстан Республикасы Ұлттық статистикалық бюросының деректері бойынша 2023 жылдың соңына қарай елімізде 3200-ден астам полигонда 120 миллион тоннаға жуық тұрмыстық қатты қалдықтар (ТҚҚ) жиналады. Жыл сайын шамамен 4,5 миллион тонна өндіріледі, оның тек 15 пайызы ғана қайта өңделеді. Сұрыпталмаған және сұрыпталған қалдықтардың жиналуы, ең алдымен, планетаның парниктік әсеріне әсер ету тұрғысынан көмірқышқыл газынан 28 есе қауіпті және 20 жыл ішінде 84 есе тиімдірек болатын парниктік газ – метанның түзілуіне байланысты маңызды экологиялық тәуекелдерді тудырады. Бұл зерттеудің мақсаты Қазақстанның алты қаласының: Астана, Алматы, Шымкент, Ақтөбе, Қарағанды және Өскемен қалаларының қатты тұрмыстық қалдықтарының физика-химиялық құрамын, сондай-ақ физикалық және термохимиялық қасиеттерін зерттеу болып табылады. Басқа зерттеулерден айырмашылығы, бұл зерттеуде қаралып жатқан қалалардың әртүрлі аудандарынан ондаған контейнерлердің толық босатылуын қамтитын жалғыз қалдық сынама қолданылды. Осылайша, қалалар бойынша қатты тұрмыстық қалдықтардың орташа құрамы сақталды. Барлық қалалардан алынған сұрыпталмаған және сұрыпталған қатты тұрмыстық қалдықтардың физика-химиялық құрамының талдауы жүргізіліп, ылғалдың жалпы және аналитикалық құрамы, күл мен ұшқыш заттардың құрамы, сонымен қатар жоғарғы және төменгі калориялық мәндері анықталды. Сұрыптау тиімділігі ТҚҚ өңдеудің бірінші кезеңі ретінде бағаланды. Қолмен сұрыптаудың тиімділік коэффициенті тәжірибеде 0,4–0,8 құрады. Алынған нәтижелер тұрмыстық қатты қалдықтарды тиімді басқару технологияларын бағалауға мүмкіндік береді және жартылай өнеркәсіптік пиролиз, жағу, плазмалық өңдеу және қордалау қондырғыларының тәжірибелік зерттеулерін жеңілдетеді.
Downloads
Әдебиеттер тізімі
Abbas, R.I., Flayeh, H.M. (2024). Aerobic Composting of Organic Waste, Alternative and an Efficient Solid Waste Management Solution. Asian J. Water Environ. Pollut. 21, 101–111. https://doi.org/10.3233/AJW240051
Abis, M., Bruno, M., Kuchta, K., Simon, F.-G., Grönholm, R., Hoppe, M., Fiore, S. (2020). Assessment of the Synergy between Recycling and Thermal Treatments in Municipal Solid Waste Management in Europe. Energies 13, 6412. https://doi.org/10.3390/en13236412
Bhatt, A.K., Bhatia, R.K., Thakur, S., Rana, N. (2018). Fuel from Waste: A Review on Scientific Solution for Waste Management and Environment Conservation. Prospects of Alternative Transportation Fuels 205–233. https://doi.org/10.1007/978-981-10-7518-6_10
Bhatt, K.P., Patel, S., Upadhyay, D.S., Patel, R.N. (2022). A critical review on solid waste treatment using plasma pyrolysis technology. Chem. Eng. Process. - Process Intensif. 177, 108989. https://doi.org/10.1016/j.cep.2022.108989
Bułkowska, K., Zielin´ska, M. (2024). Recovery of Biogas and Other Valuable Bioproducts from Livestock Blood Waste: A Review. Energies 17, 5873. https://doi.org/10.3390/en17235873
Cao, X., Williams, P.N., Zhan, Y., Coughlin, S.A., McGrath, J.W., Chin, J.P., Xu, Y. (2023). Municipal solid waste compost: Global trends and biogeochemical cycling. Soil Environ. Health 1, 100038. https://doi.org/10.1016/j.seh.2023.100038
Chatterjee, R., Sajjadi, B., Chen, W.-Y., Mattern, D.L., Hammer, N., Raman, V., Dorris, A. (2020). Effect of Pyrolysis Temperature on Physico-Chemical Properties and Acoustic-Based Amination of Biochar for Efficient CO2 Adsorption. Front. Energy Res. 8, 85. https://doi.org/10.3389/fenrg.2020.00085
Chen, B., Perumal, P., Illikainen, M., Ye, G. (2023). A review on the utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash as a mineral resource for construction materials. J. Build. Eng. 71, 106386. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106386
Chen, H., Song, X., Jian, Y. (2024). Performance Assessment of a Municipal Solid Waste Gasification and Power Generation System Integrated with Absorption Heat Pump Drying. Energies 17, 6034. https://doi.org/10.3390/en17236034
Chen, T., Ku, X., Li, T., Karlsson, B.S.A., Sjöblom, J., Ström, H. (2021). High-temperature pyrolysis modeling of a thermally thick biomass particle based on an MD-derived tar cracking model. Chem. Eng. J. 417, 127923. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127923
Chalkidis, A., Jampaiah, D., Aryana, A., Wood, C.D., Hartley, P.G., Sabri, Y.M., Bhargava, S.K. (2020). Mercury-bearing wastes: Sources, policies and treatment technologies for mercury recovery and safe disposal. J. Environ. Manag. 270, 110945. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110945
Dharnaik, A.S., Pramodini, P. (2024). A Review on Composting of Organic Solid Waste. In Proceedings of the 1st International Conference on Creative and Innovative Solutions in Civil Engineering, CISCE. IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci. 1326, 012130. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1326/1/012130
Dronia, W., Połomka, J., Je˛drczak, A. (2024). Quantity and Material Composition of Foreign Bodies in Bio-Waste Collected in Towns from Single- and Multi-Family Housing and in Rural Areas. Energies 17, 4350. https://doi.org/10.3390/en17174350
Du, Y., Ju, T., Meng, Y., Lan, T., Han, S., Jiang, I. (2021). A review on municipal solid waste pyrolysis of different composition for gas production. Fuel Process. Technol. 224, 107026. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2021.107026
Glazyrin, S.A., Aibuldinov, Y.K., Kopishev, E.E., Zhumagulov, M.G., Bimurzina, Z.A. (2024). Analysis of the Composition and Properties of Municipal Solid Waste from Various Cities in Kazakhstan. Energies 17(24), 6426 https://doi.org/10.3390/en17246426
Glazyrin, S.A., Aidymbaeva, Z.A., Dostiyarov, A.M., Zhumagulov, M.G., Zlatov, N., Strefanovic´, V.P. (2020, April 23). Method for Cleaning Flue Gases of a Drum-Type Power Boiler. Patent of Republic of Kazakhstan. No. 5184 (Sposob ochistki dymovykh gazov barabannogo parovogo kotla In Russian).
Gonçalves, M.F.S., Petraconi Filho, G., Couto, A.A., da Silva Sobrinho, A.S., Miranda, F.S., Massi, M. (2022). Evaluation of thermal plasma process for treatment disposal of solid radioactive waste. J. Environ. Manag. 311, 114895. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.1148
Karunasena, G., Gajanayake, A., Wijeratne, W.M., Pabasara, U., Milne, N., Udawatta, N., Perera, S., Crimston, A., Aliviano, P. (2023). Liquid waste management in the construction sector: A systematic literature review. Int. J. Constr. Manag. 24, 86–96. https://doi.org/10.1080/15623599.2023.2211416
Karungamye, P. (2024). Energy recovery from solid waste valorisation: Environmental and economic potential for developing countries. Sci. Afr. 26, e02402. https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2024.e02402
Kasin´ski, S., De˛bowski, M. (2024). Municipal Solid Waste as a Renewable Energy Source: Advances in Thermochemical Conversion Technologies and Environmental Impacts. Energies 17, 4704. https://doi.org/10.3390/en17184704
Kuo, W.-C., Lasek, J., Słowik, K., Głód, K., Jagustyn, B., Li, Y.-H., Cygan, A. (2019). Low-temperature pre-treatment of municipal solid waste for efficient application in combustion systems. Energy Convers. Manag. 196, 525–535. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.06.007
Li, J., An, D., Shi, Y., Bai, R., Du, S. (2024). A Review of the Physical and Chemical Characteristics and Energy-Recovery Potential of Municipal Solid Waste in China. Energies 17, 491. https://doi.org/10.3390/en17020491
Long, Y., Hu, Y., Wang, H., Jia, J., Huang, H., Shen, D., Gu, F. (2024). Effective disposal of hazardous waste from non-ferrous waste recycling through thermal treatment. J. Clean. Prod. 434, 140004. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.140004
Nasrullah, M., Vainikka, P., Hannula, J., Hurme, M., Karki, J. (2015). Mass, energy and material balances of SRF production process. Part 3: Solid recovered fuel produced from municipal solid waste. Waste Manag. Res. 33, 146–156. https://doi.org/10.1177/0734242X14563375
Nobre, C., Sen, A., Durão, L., Miranda, I., Pereira, H., Gonçalves, M. (2023). Low-temperature pyrolysis products of waste cork and lignocellulosic biomass: Product characterization. Biomass Convers. Biorefinery 13, 2267–2277. https://doi.org/10.1007/s13399-021-01300-8
Nukusheva, A., Rustembekova, D., Abdizhami, A., Au, T., Kozhantayeva, Z. (2023). Regulatory Obstacles in Municipal Solid Waste Management in Kazakhstan in Comparison with the EU. Sustainability 15, 1034. https://doi.org/10.3390/su15021034
Park, D.K., Kim, J.-H., Kim, H.-S., Kim, J.-H., Ryu, J.-H. (2023). Possibility Study in CO2 Free Hydrogen Production Using Dodecane (C12H26) from Plasma Reaction. Energies 16, 1589. https://doi.org/10.3390/en16041589
Patil, Y.R., Dakwale, V.A., Ralegaonkar, R.V. (2024). Recycling Construction and Demolition Waste in the Sector of Construction. Adv. Civ. Eng. 6234010. https://doi.org/10.1155/2024/6234010
Pech-Rodríguez, W.J., Meléndez-González, P.C., Hernández-López, J.M., Suarez-Velázquez, G.G., Sarabia-Castillo, C.R., Calles-Arriaga, C.A. (2024). Pharmaceutical Wastewater and Sludge Valorization: A Review on Innovative Strategies for Energy Recovery and Waste Treatment. Energies 17, 5043. https://doi.org/10.3390/en17205043
Provisional Statement on the State of the Global Climate in 2018; World Meteorological Organization (WMO): Geneva, Switzerland, 2018, 47 p.
Puri, L., Hu, T., Naterer, G. (2024). Critical review of the role of ash content and composition in biomass pyrolysis. Front. Fuels 2, 1378361. https://doi.org/10.3389/ffuel.2024.1378361
Qi, Y.-P., He, P.-J., Lan, D.-Y., Xian, H.-Y., Lü, F., Zhang, H. (2022). Rapid determination of moisture content of multi-source solid waste using ATR-FTIR and multiple machine learning methods. Waste Manag. 153, 20–30. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2022.08.014
Ratomski, P., Hawrot-Paw, M., Koniuszy, A., Golimowski, W., Kwas´nica, A., Marcinkowski, D. (2023). Indicators of Engine Performance Powered by a Biofuel Blend Produced from Microalgal Biomass: A Step towards the Decarbonization of Transport. Energies 16, 5376. https://doi.org/10.3390/en16145376
Rodrigues, J.A.P., Pinto, N.A.B.T., Leite, L.A., dos, S.B., Pereira, A.O. (2024). Production of Bio-Oil via Pyrolysis of Banana Peel and Tire Waste for Energy Utilization. Energies 17, 6149. https://doi.org/10.3390/en17236149
Serikova, A., Baidakov, A., Syrlybayeva, N. (2020). The organization of municipal solid waste collection, disposal and recycling in Kazakhstan. E3S Web Conf. 159, 01010. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015901010
Sikder, S., Toha, M., Rahman, M.M. (2024). Municipal Solid Waste Incineration: An Incredible Method for Reducing Pressures on Landfills. Technical Landfills and Waste Management 7, 169–188. https://doi.org/10.1007/978-3-031-55665-4_7
Soares, C. (2015). Chapter 7-Gas Turbine Fuel Systems and Fuels. In Gas Turbines, 2nd ed.; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 317–411. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-410461-7.00007-9
Sobieraj, K., Stegenta-Da˛browska, S., Koziel, J.A., Białowiec, A. (2021). Modeling of CO Accumulation in the Headspace of the Bioreactor during Organic Waste Composting. Energies 14, 1367. https://doi.org/10.3390/en14051367
The Law of the Republic of Kazakhstan. The Environmental Code of the Republic of Kazakhstan Dated 2 January 2021 No. 400-VI LRK. (Including the Changes from 2 October 2023); Akorda: Astana, Kazakhstan, 2023, 446 p. Available online: https://www.gov.kz/memleket/entities/cerc/documents/details/113729?lang=kk
Torrubia, J., Torres, C., Valero, A., Valero, A., Parvez, A.M., Sajjad, M., Paz, F.G. (2024). Applying Circular Thermoeconomics for Sustainable Metal Recovery in PCB Recycling. Energies 17, 4973. https://doi.org/10.3390/en17194973
Traven, L. (2023). Sustainable energy generation from municipal solid waste: A brief overview of existing technologies. Case Stud. Chem. Environ. Eng. 8, 100491. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2023.100491
Wikira, N., Bazooyar, B., Darabkhani, H.G. (2024). Modelling and Analysis of Low and Medium-Temperature Pyrolysis of Plastics in a Fluidized Bed Reactor for Energy Recovery. Energies 17, 6204. https://doi.org/10.3390/en17236204
Williams, P.T. Waste Treatment and Disposal; John Wiley & Sons Ltd.: Chichester, UK, 2005, 388 p.
World Meteorological Organization (WMO). State of the Climate 2024. Update for COP29; WMO: Geneva, Switzerland, 2024, 12 p. Available online: https://library.wmo.int/records/item/69075-state-of-the-climate-2024 (accessed on 11 November 2024).
Xu, M.-X., Di, J.-Y., Wu, Y.-C., Meng, X.-X., Ji, H., Jiang, H., Li, J.-H.. Lu, Q. (2023). Insights into the pyrolysis mechanisms of epoxy resin polymers based on the combination of experiments and ReaxFF-MD simulation. Chem. Eng. J. 473, 145404. https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145404
Yanamandra, K., Pinisetty, D., Daoud, A., Gupta, N. (2022). Recycling of Li-Ion and Lead Acid Batteries: A Review. J. Indian Inst. Sci. 102, 281–295. https://doi.org/10.1007/s41745-021-00269-7
Young, G.C. Municipal Solid Waste to Energy Conversion Processes; Economic, Technical, and Renewable Comparisons; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, USA, 2010, 398 p.
Zajaс, M., Skrajna, T. (2024). Effect of Composted Organic Waste on Miscanthus sinensis Andersson Energy Value. Energies 17, 2532. https://doi.org/10.3390/en17112532
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2025 Ye. Aibuldinov, T. Mashan, L. Kusepova, R. Safarov, A. Sabitov, A. Kolpek, Zh. Iskakova (Author)
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.
