كيف يمكن لمحطات معالجة الصرف الصحي التعامل مع نفايات الطعام، وتجنيب مدافن النفايات والمناخ

(MENAFN- The Conversation) كل يوم، تختفي بقايا الطعام في أكياس القمامة، وتُجمع وتُنسى. لكن يمكن تحويل تلك النفايات إلى شيء منتج.

في جميع أنحاء الولايات المتحدة، يُلقى حوالي 97 مليون طن متري من نفايات الطعام سنويًا، منها حوالي 37 مليون طن متري تُدفن في المدافن الصحية.

عند دفنها تحت الأرض، تتفكك المادة العضوية بدون أكسجين وتطلق الميثان، وهو غاز دفيئة قوي ولكنه قصير العمر.

وفي الوقت نفسه، تُفقد العناصر الغذائية والطاقة المخزنة في تلك الأطعمة بشكل دائم. لكن هناك طريقة أفضل. أظهرت أبحاث زملائي وأنا أن المجتمعات في جميع أنحاء البلاد تدير بالفعل منشآت مصممة للتعامل مع المادة العضوية: محطات معالجة مياه الصرف الصحي. العديد من المحطات الأكبر والأكثر تمويلاً لديها بالفعل البنية التحتية لمعالجة نفايات الطعام، على الرغم من أن ليست كل محطة جاهزة للقيام بذلك اليوم.

المدافن ليست مصممة لنفايات الطعام

نفايات الطعام تختلف جوهريًا عن البلاستيك والمعادن أو الزجاج. فهي عضوية ويمكن أن تتحلل طبيعيًا. لكن عندما تُلقى في مدفن صحي، فإن تحللها يُطلق غازات دفيئة كبيرة.

تصمم المدافن الحديثة لالتقاط الميثان المنبعث، لكن حتى أنظمتها الأكثر كفاءة تسمح بخروج حوالي 58% منه إلى الجو. يمكن أن تُحول نفايات الطعام إلى طاقة أو سماد، لكنها بدلاً من ذلك تساهم في الاحتباس الحراري.

على النقيض من ذلك، تعالج محطات معالجة مياه الصرف الصحي مياه الصرف باستخدام مجتمعات ميكروبية تحلل المادة العضوية بشكل طبيعي. العديد منها يلتقط الميثان الناتج أثناء المعالجة ويحوّله إلى طاقة قابلة للاستخدام. آخرون يستعيدون العناصر الغذائية مثل الفوسفور التي يمكن تحويلها إلى سماد زراعي. مع مرور الوقت، تطورت العديد من المحطات من أنظمة صحية بسيطة إلى منشآت لاستعادة الموارد تولد الطاقة، وتستعيد المواد، وتقلل من التلوث البيئي.

هذه الأنظمة الموجودة بالفعل تعالج المادة العضوية ويمكنها أيضًا التعامل مع نفايات الطعام.

ماذا يحدث عندما تُرسل نفايات الطعام إلى محطة معالجة

بحثنا فحص ما سيحدث إذا أُرسلت نفايات الطعام إلى محطات معالجة مياه الصرف بدلاً من المدافن. استخدمنا بيانات حقيقية من محطة كاملة تتعامل مع نفايات الطعام جنبًا إلى جنب مع مياه الصرف.

عند مقارنة انبعاثات غازات الدفيئة لنفس تركيبة نفايات الطعام، وجدنا أن إرسال نفايات الطعام إلى مدفن صحي سيطلق 58.2 كيلوجرامًا (129 رطلاً) من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل طن من نفايات الطعام.

وفي المقابل، نظرنا إلى محطة معالجة مياه صرف تقليدية، وهي النوع الأكثر شيوعًا في الولايات المتحدة. حققت انبعاثات سلبية صافية بمقدار –0.03 كيلوجرام (حوالي أونصة واحدة) من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل طن من نفايات الطعام المعالجة. تلتقط المحطة أكثر من 95% من الميثان، مقارنة بحوالي 50% في المدافن، مما يوفر للجو غازات دفيئة إضافية.

لكننا وجدنا أن محطة المعالجة المتقدمة التي درسناها قللت الانبعاثات أكثر. في تحليلنا، حققت المنشأة المتقدمة انبعاثات سلبية صافية بمقدار –0.19 كيلوجرام (حوالي 7 أونصات) من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل طن من نفايات الطعام المعالجة.

كلا النوعين من المحطات التقليدية والمتقدمة تحقق هذه الفوائد بطرق مماثلة. معالجة نفايات الطعام في أي من المنشأتين تمنع انبعاث 58.2 كيلوجرامًا من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل طن، والذي كان سيهرب من المدافن. تلتقط المحطات الغاز الحيوي لتوليد الكهرباء المتجددة، مما يقلل الحاجة لشراء الطاقة من الشبكة. كما تستعيد كمية كافية من العناصر الغذائية لتسميد حوالي 23 فدانًا من الأراضي الزراعية سنويًا، مما يقلل من الحاجة إلى الأسمدة الصناعية التي تتطلب تعدينًا ومعالجة مكلفين بالطاقة.

كيف تعمل اللوجستيات

نقل نفايات الطعام إلى محطة معالجة مياه صرف لا يعني أن الناس يضعون بقايا طعامهم في المجاري أو يطحنونها باستخدام جهاز تفريغ الحوض. في المحطة التي درسناها، كانت نفايات الطعام تُجمع بشكل منفصل، تمامًا مثل إعادة التدوير أو نفايات الحدائق، وتُنقل بواسطة شاحنة إلى محطات المعالجة. حسابات انبعاثاتنا لا تشمل انبعاثات الشاحنات، لأنها تُستخدم أيضًا في طرق التخلص الأخرى من نفايات الطعام.

بعض المدن تجمع بالفعل نفايات الطعام بواسطة الشاحنات للذهاب إلى مرافق التسميد. سان فرانسيسكو تفعل ذلك منذ عام 1996. ونيويورك لديها أكبر نظام جمع عضوي على الرصيف في البلاد، والذي يُسمّد نفايات الطعام من 3.4 مليون منزل.

في محطة المعالجة التي درسناها في الجنوب الشرقي للولايات المتحدة، تُنقل نفايات الطعام بواسطة الشاحنات إلى محطة استقبال، حيث تُعالج لإزالة البلاستيك والمعادن والمواد غير العضوية الأخرى قبل أن تُخلط مع مياه الصرف في مزيج يُسمى السائل المخلوط. يُضاف هذا المزيج إلى هاضمات لا هوائية — خزانات مغلقة حيث تقوم الكائنات الدقيقة بتحليل المادة العضوية.

يُلتقط الميثان الناتج لتوليد الكهرباء والحرارة. وتُستخدم المادة الصلبة المتبقية الغنية بالعناصر الغذائية لإنتاج مواد مفيدة، مثل السماد.

وجدنا أيضًا أن إضافة نفايات الطعام لم تُثقل كاهل المحطة أو تُسبب مشاكل في تشغيلها. المعمل عالج جميع نفايات الطعام المدفونة في المقاطعة — 107,320 طنًا سنويًا، تمثل 38% من إجمالي نفايات الطعام في المقاطعة. وبسبب الكثافة المنخفضة لنفايات الطعام مقارنة بمياه الصرف، أضاف ذلك فقط 0.43% إلى سعة المحطة اليومية. وواصلت المحطة الالتزام بمعايير المياه الخارجة من المعالجة. وفي بعض الأحيان، تحسنت كفاءة المعالجة نتيجة للمادة العضوية الإضافية، التي دعمت العمليات البيولوجية للنظام.

النتائج الاقتصادية قد تفاجئ المدن

المسؤولون المحليون، بالإضافة إلى دافعي الضرائب، غالبًا ما يقلقون من التكاليف المحتملة لمثل هذا المشروع. معالجة مياه الصرف مكلفة بالفعل، وقد تكون محطات المجتمعات الحالية على وشك الامتلاء.

لكن نتائج تحليلنا تشير إلى أن التعامل مع نفايات الطعام في محطات معالجة مياه الصرف يمكن أن يكون مجديًا ماليًا. تدفع المدن بالفعل رسوم “الطمر” أو “الحرق”، بناءً على وزن النفايات المُرسلة. ويمكن لمحطات المعالجة أيضًا فرض هذه الرسوم.

كما يمكنها بيع أو استخدام الميثان المنتج وبيع السماد. هذا الدخل الإضافي يعني أن المحطات يمكن أن تربح حتى لو كانت تفرض رسومًا أقل من المدافن.

ليس كل محطة معالجة مياه جاهزة لقبول نفايات الطعام على الفور. المنشأة التي درسناها كبيرة ومجهزة جيدًا. العمليات الأصغر قد تتطلب معدات جديدة أو محدثة، وهو ما يتطلب تخطيطًا واستثمارًا محليًا.

النتيجة العامة لأبحاثنا هي أن الحد من العقبات ليس تقنيًا أو ماليًا. الأنظمة الأساسية موجودة بالفعل لتحويل نفايات الطعام إلى مورد قابل للاسترداد: المدن تتعامل مع المادة العضوية يوميًا، وتدير أنظمة معالجة بيولوجية معقدة. تشير أدلتنا إلى أن هذه المنشآت يمكنها، في الواقع، التعامل مع نفايات الطعام بطريقة مفيدة بيئيًا وواقعية اقتصاديًا.