الحلقة المغلقة للمواد هي طريقة مسؤولة لتوفير الموارد في التصنيع مسبق الصب

في مصانع VBI مسبقة الصب في هولندا، كان يتم استخدام المياه العذبة ومياه الآبار لأغراض التنظيف، وفي خلطات الخرسانة، وكمياه تبريد للآلات. بالفعل في الثمانينات، كان استخدام المياه العذبة في العملية موضع خلاف، وفي الوقت الحاضر أكثر من ذلك، لأسباب عديدة.

"قبل تطوير حلقة المواد المغلقة، تم تصريف معظم مياه الصرف الصحي. وكانت بقايا الخرسانة تُنقل إلى مكب للنفايات لتتم معالجتها وتحويلها إلى حبيبات خرسانية مسحوقة. وفي الوقت الراهن، أصبحت المواد الخام الأولية للخرسانة أكثر ندرة وأكثر تكلفة".

كما أن استغلال المواد الخام الأولية وإلقاء النفايات في مجاري الصرف الصحي يسببان ضررًا بيئيًا، كما أن اللوائح التنظيمية أصبحت أكثر صرامة طوال الوقت. على سبيل المثال، لحماية الموارد المائية من التلوث، لم يعد مسموحًا بتصريف مياه الصرف الصحي في مياه المجاري. وفي بعض البلدان مثل هولندا، تُعد مياه الآبار باهظة الثمن بسبب الضرائب، كما تم تقييد استخدامها بموجب التشريعات. وأخيراً وليس آخراً، تعتبر مياه الصنبور العذبة مكلفة وذات جودة عالية غير ضرورية من حيث المبدأ لهذا الغرض.

وعلاوة على ذلك، فإن عواقب استخدام المياه العذبة ومياه الآبار في عملية التصنيع مسبقة الصب مكلفة أيضًا. فمياه الآبار ذات نوعية رديئة بسبب محتواها العالي من الحديد، في حين أن مياه المعالجة الملوثة بالطين تكاد تكون غير صالحة للاستخدام بسبب ارتفاع مستويات القلوية فيها. تتسبب المياه ذات المحتوى القلوي العالي في تقشير خطوط الأنابيب ويحدث التآكل في نهاية المطاف. ونتيجة لذلك ترتفع تكاليف صيانة المنشآت والآلات وأدوات المعالجة الأخرى.

في عام 1990، تم تركيب أول نظام متكامل لإعادة التدوير في مصنع VBI الذي تم بناؤه حديثًا في شويلنبورغ. تم إنشاء مصنع جديد في هويسن في عام 1999 مع نظام إعادة تدوير محسّن، وتم بالفعل تطوير حلول أفضل لإعادة تدوير المواد في ذلك الوقت. كيف تم تطوير عملية حلقة المواد المغلقة؟

"كان علينا تقليل تكاليف التخلص المتزايدة، وخلق بيئة عمل نظيفة، ومنع مستودعات الحمأة وأكوام النفايات في الموقع. ولتحقيق ذلك، كان علينا أن نتعلم كيفية التحكم في تدفقات النفايات من الخرسانة غير المقواة ومياه الصرف وإعادة استخدامها، والخرسانة غير المقواة من المكنسة الكهربائية في موقع العمل والخلطات الخاطئة وتدفقات النفايات الناتجة عن أنشطة التنظيف"، كما يقول نيكو إيكلينبوم، مدير الإنتاج في VBI آنذاك، والذي كان ضمن فريق إنشاء حلقة المواد المغلقة في VBI مع دن إنجلسمان.

يتابع إيكلينبوم أن مسامير الفصل الغاسلة كانت معروفة بالفعل من مصانع الخرسانة لنقل الخرسانة، ولكن بالنسبة لـ VBI كان التحدي بالنسبة لـ VBI هو أن تكون قادرًا بشكل أساسي على معالجة عدد الجسيمات الصغيرة المغسولة من الخرسانة غير المتصلدة من التجاويف.

كان الهدف هو إعادة استخدام جميع تيارات النفايات غير المصلدة بأسرع ما يمكن في عملية الإنتاج الخاصة وقيادة التيارات إلى نقطة معالجة مركزية واحدة لفصل المواد الدورة والطين مع الجسيمات الدقيقة فقط. استخدمت VBI مضخات لنقل مياه النفايات عبر نظام الغسيل لفصل جزيئات المخلفات.

"لا تمثل جرعة الحصى المغسول والرمل بدون الأجزاء الدقيقة مشكلة، مع وجود كميات متفاوتة من الجسيمات الدقيقة وكمية الأسمنت النشط والخصائص القلوية العالية، كانت المشكلة الأكبر. فمن ناحية، بسبب خصائص التصلب التي لا تزال موجودة - والتي قد تؤدي إلى ترسبات وانسدادات - ومن ناحية أخرى، التأثير على خصائص معالجة خليط الخرسانة".

"ونتيجة لذلك، كان من الضروري وجود أحواض ترسيب جيدة يمكن الوصول إليها وخزانات خام لترسيب الجسيمات الدقيقة. بعد الترسيب لدينا مكونان. في الجزء السفلي من الحوض الطين المركز وفوق ذلك المياه النظيفة نسبيا ولكن القلوية العالية. يتم ضخ المياه النظيفة نسبياً إلى الحوض التالي لمزيد من المعالجة بثاني أكسيد الكربون. وبعد هذه المعالجة تصل قيمة الأس الهيدروجيني للمياه إلى 7 أس هيدروجيني وتكون مناسبة لإعادة استخدامها في عملية الإنتاج".

يتم ضخ الحمأة المستقرة من قاع حوض الترسيب إلى حوض يحتوي على آلية تقليب يتم من خلالها الحفاظ على تجانس الملاط. ومن هنا يتم ضخ الملاط في الخلطات الخرسانية.

في يونيو 2017، افتتحت شركة VBI في كامبين رابع موقع إنتاج للمواد المجوفة في كامبين - بأحدث التقنيات في مجال إعادة التدوير.

كانت أهداف شركة VBI في إنشاء المصنع الجديد هي التوصل إلى طرق لتقليل النفايات وكذلك تقليل الأثر البيئي وتقليل تكاليف صيانة الآلات. وكان الهدف النهائي هو إنشاء نظام حلقة مغلقة لإعادة تدوير النفايات بالكامل.

يقول دن إنجلسمان: "نظرًا لأن متطلبات دورة المواد المغلقة يمكن أن تؤخذ في الاعتبار منذ بداية إعداد تصميم المصنع الجديد في كامبين، فإن النتيجة هي تركيب متكامل تمامًا لإعادة التدوير". كانت الخطوة الأولى هي رسم خريطة لجميع تيارات المواد وإعادة تحليل كل عملية وتحديد مصادر تيارات المعالجة ذاتها. والآن بعد تشغيل النظام، يتم التحكم في جودة جميع المواد الخام الصلبة والسائلة الواردة والمعاد تدويرها عن طريق القياسات الدورية.

يجب أن تكون كثافة الطين مستقرة.

"تؤثر الجسيمات الدقيقة تأثيرًا كبيرًا على مزيج الخرسانة، ويجب أن تكون الكثافة مستقرة جدًا إذا كان سيتم استخدامها في الخرسانة. ستؤثر الاختلافات في كمية الجسيمات الدقيقة على قابلية تشغيل المزيج. في خلطة الخرسانة، هناك حاجة إلى الجسيمات الدقيقة، وعادةً ما يتم استخدام الحشو. من خلال إعادة استخدام الجسيمات الدقيقة من الملاط، تكون هناك حاجة إلى حشوات أقل. إن الدقة في إعادة استخدام الملاط مهم للغاية، حيث أن التقلبات العالية تسبب مشاكل في الجودة".

نتيجة للتحسينات التكنولوجية وإعادة تصميم الإنتاج في مصنع كامبين، يتم الآن إعادة تدوير جميع النفايات الناتجة عن عملية الإنتاج بالكامل وإعادة استخدامها في منتج نهائي عالي الجودة، ولا يتم تصريف مياه الصرف الصحي في المجاري. والنتيجة هي حلقة مغلقة تقلل من الآثار البيئية الضارة وتعزز الأهداف الاقتصادية.

إلى جانب الفوائد المالية، تعمل حلقة المواد المغلقة أيضًا على تحسين ظروف العمل من خلال خلق بيئة نظيفة وحديثة. كما أن التأكد من التعامل مع مياه الصرف الصحي وفقًا لذلك هو أيضًا مسألة مسؤولية الشركات.

"يسعدنا مشاركة معلوماتنا حول حلقة المواد المغلقة وإعادة استخدام الطين"، ويشجع دن إنجلسمان المصنعين الآخرين من مصانع الخرسانة الجاهزة عندما يُسأل عما إذا كان يمكن استخدام حلقة المواد المغلقة على نطاق أوسع. ويتابع أن استهلاك المياه يعتمد على كمية النفايات، لذلك قد لا تكون المصانع الصغيرة مهتمة بذلك، بينما بالنسبة لوحدات الإنتاج الأكبر حجمًا فإن مسألة حلقة المواد المغلقة أكثر أهمية.

"بطبيعة الحال، تعتمد كمية مياه الصرف على حجم الإنتاج وإنتاج الخرسانة. تقوم جميع مصانع VBI مجتمعة بإعادة تدوير وإعادة استخدام ما يقرب من 550 م3 من مياه الصرف، والتي يتم إضافة حوالي 100 م3 من الطين منها إلى الخلطات الخرسانية الجديدة كل يوم. يمكننا حقًا أن نحدث فرقًا من خلال إعادة تدوير هذه الكمية من النفايات".