مقدمه
امروزه با توجه به گسترش مد و تنوع در پوشش، ضایعات نساجی حجم زیادی از مواد بازیافتی را تشکیل می‌دهند که می‌توان با بازیافت و جمع‌آوری درست آنها در هزینه‌ها و سالم‌سازی محیط زیست نقش مؤثری را ایفا کرد.
ضايعات صنایع نساجي شامل ضايعات در فرايند توليد و زباله خشك شهري مي‌باشد. در حال حاضر با توجه به حجم قابل توجه منسوجاتي كه از طريق زباله به محيط دور ريز مي‌شود، تا به حال هيچ طرح و برنامه مدوني و هيچ واحد صنعتي براي جمع‌آوري و بازيافت اين ضايعات، وجود نداشته است. در حاليكه فرآيند بازيافت الياف از جنبه زيست محيطي و كاهش آلودگي محيط زيست نيز داراي اهميت مي‌باشد. از سوي ديگر مصارف متعدد الياف بازيابي شده در صنايع گوناگون، واحدهاي بازيافت الياف از ضايعات منجر به توليد مواد اوليه‌هاي با ازرش افزوده بالا و اشتغال‌زايي مي‌گردد.
تحقیق پیش رو که به شیوه کاربردی و اسنادی انجام شد به بیان اهمیت و ضرورت بازیافت ضایعات حاصل از فعالیت نساجی، انواع روش‌های بازیافت در صنعت نساجی و کاربرد الیاف حاصل از این بازیافت در صنایع مختلف پرداخته است. نتایج حاصل نشان داد که بازیافت ضایعات حاصل از فعالیت نساجی علاوه بر حفاظت از محیط زیست شهری، کاهش زباله، کاهش فضای مورد نیاز برای انباشت زباله، موجب صرفه‌جویی در مصرف منابع تجدیدناپذیر نظیر نفت و پتروشیمی، افزایش اشتغال و کاهش نیاز به واردات الیاف پلی استر می‌گردد.
کلمات کلیدی: بازیافت، نساجی، محیط زیست شهری، پلی استر، مهندسی محیط زیست
- مقدمه
رشد سریع جمعیت، توسعه صنایع و مصرف‌گرایی از مهم‌ترین عواملی هستند که موجب افزایش روزافزون پسماندهای شهری، صنعتی و کشاورزی در جوامع انسانی شده‌اند. دفع غیراصولی پسماندهای صنعتی در سال‌های اخیر مخاطرات زیادی در جوامع بشری را به وجود آورده است. مدیریت نامناسب پسماندهای صنعتی در سال های اخیر بحران های زیادی را در جوامع بشری به وجود آورده است.( 1393، مقتدر کارگران، جواد؛ میرداود بنی فاطمه و میرعبدالعلی غیبی)
امروزه مسئله مواد زائد جامد شهری یا پسماند شهری یکی از مسائل و مشکلات جدی در کل شهرهای دنیا است. پسماند تا چندین سال پیش به‌عنوان موادی بود که قابل استفاده نبود و دور ریخته می‌شد، ولی به تدریج با پیشرفت‌هایی که صورت گرفت مشخص شد که از آنها می‌شود استفاده کرد و مجدداً وارد چرخه صنعت کرد. درصورتی که عملیات بازیافت به صورت علمی صورت بگیرد سود اقتصادی در بردارد.
با توجه به رشد فزاینده جمعیت و توجه روزافزون به امر حفاظت از محیط زیست مسئله جمع آوری، بازیافت و استفاده مجدد مواد زائد در چرخه تولید اهمیت خاصی یافته است. پساب و پسماند به‌عنوان یکی از منابع مهم آلاینده محیط زیست روبرو گشته‌اند و در حال حاضر تلاش‌های زیادی در سطح جهان جهت غلبه بر این مشکل در جریان است.( 1400، حاتمی زنوزی، لیلا)
با توجه به کاهش ذخایر انرژی از قبیل نفت، گاز و زغال سنگ و محدودیت این منابع، بشر به دنبال راهکارهایی جهت استفاده بهتر از منابع تجدیدناپذیر می‌باشد و همپنین حفظ محیط زیست که از مهم‌ترین نگرانی‌های جامعه امروز است. یکی از این راهکارها بازیافت ضایعات است که موجب کاهش انرژی مصرفی و ارزان‌تر شدن کالای تولیدی می‌شود.
متداول‌ترین روش‌های دفع ضایعات نساجی و منسوجات مستعمل، دور ریختن، مدفون نمودن و سوزاندن است. این در حالی است که این ضایعات در حقیقت منبع بالقوه انرژی و ماده بوده و با مدیریت صحیح می‌توان آنها را به چرخه تولید بازگرداند. امروزه در مدیریت ضایعات، سه رویکرد کاهش ضایعات، استفاده مجدد و بازیافت آنها مطرح است.(صالحی و همکاران، 1397).
همچنین توجه به حفظ محیط زیست و بهره‌برداری از منابع، به یک چالش مهم در مسیر تداوم حیات انسانی بدل شده و در حوزه منسوجات، جایگزین نمودن مواد قابل بازیافت، مواد بادوام و استفاده از شیوه‌های تولید منطبق بر معیارهای زیست محیطی و … به‌عنوان جایگزینی برای تولید مطرح شده است.( 1399، خاشعی، رضوان)
پارچه دومین صنعت آلوده‌کننده جهان به شمار می‌آید. میانگین طول عمر یک پارچه تقریباً ۳ سال است، بنابراین پارچه‌ها ضایعات بسیاری تولید می‌کنند. ۵ درصد از مکان‌های دفن زباله در جهان توسط ضایعات و زباله پارچه اشغال شده‌اند. هنگام تولید یا مصرف پارچه، اجتناب از ایجاد ضایعات امکان‌پذیر نیست. بنابراین ارائه تحلیلی مناسب در مورد طرز خرید مشتریان و چرخه عمر یک محصول ضروری است. میزان ضایعات پارچه که در محل دفن زباله قرار می‌گیرند و سوزانده می‌شوند، می‌توانند با درک ابعاد یک محصول و سازگاری آن با طبیعت تا سطح بسیاری کاهش یابند. ضایعات پارچه در هر مرحله از فرایند تولید پارچه شامل نخ‌ریسی، رنگرزی، عملیات تکمیلی، دوخت لباس و حتی مصرف آن نیز می‌شوند.
هدف این تحقیق بررسی و مقایسه روش‌های فعلی بازیافت ضایعات نساجی و اقدامات انجام شده در کشور ما و همچنین تعیین کاربردها و مصارف مواد حاصل از بازیافت ضایعات نساجی و نقشه آن در حفظ محیط زیست شهری می‌باشد.
2.پیشینه تحقیق
در سال 1399، پسندیده تشکری و همکاران به بررسی راهبردهای مدیریت پسماندها در امتداد مسئولیت تولید کننده در ایران پرداختند. حاصل این تحقیق نشان می‌دهد در ایران نیز می توان با استفاده از تجارب موفق دیگر کشورها و به کارگیری الزامات EPR، تولیدکنندگان کالاها و اقلام مصرفی در هنگام طراحی محصولات به منظور به حداقل رساندن اثرات محیط زیستی در طول عمر آنها مسئولیت قانونی و اقتصادی خود را پذیرفته و در راه کاهش اثرات مخرب محصولات و پسماندهای حاصل از مصرف مواد و کالا در محیط زیست اقدام نمایند.
در سال 2015، G. Baydarو همکاران به بررسی چرخه عمر محصولات نساجی تولید شده در کشور ترکیه پرداختند. نتایج مطالعه نشان داد که رویکرد چند جهته مداخلات در مراحل مختلف چرخه زندگی یک محصول منجر به بهبود کلی پایداری محصول می‌شود.
در سال 1400، لیلا حاتمی زنوزی به بررسی مدیریت پسماند و راهکارهای مناسب چرخه بازیابی و حفظ محیط زیست پرداخت. نتایج حاصل تحقیق نشان می‌دهد درصورتی که عملیات بازیافت به‌صورت علمی صورت بگیرد سود اقتصادی در بردارد.
در سال 2014، بهاره زمانی و همکاران در دانشگاه ییل، به بررسی مزایای زیست محیطی بالقوه تکنیک های مختلف بازیافت منسوجات و در نتیجه هدایت استراتژی‌های مدیریت ضایعات نساجی به سمت گزینه‌های پایدارتر پرداختند. نتایج این تحقیق نشان داد سوزاندن بالاترین پتانسیل گرمایش جهانی و مصرف انرژی اولیه را دارد. فرآیند بازیافت بهترین عملکرد سیستم‌های مورد مطالعه را با صرفه‌جویی 8 تن معادل دی اکسید کربن (CO2-eq) و 164 گیگاژول (GJ) انرژی اولیه در هر تن ضایعات نساجی نشان داد.
در سال 2006 Morley و همکاران گزینه‌های بازیافت/بازیابی/استفاده مجدد را برای لباس‌های دست دوم ارزیابی کردند و مشاهده کردند که در زمینه انتشار CO2 ناشی از انتخاب‌های مدیریت زباله، استفاده مجدد از لباس نسبت به بازیافت یا دفع، سود قابل توجهی دارد. در این تحقیق بیان شده است که حداکثر مزایای استفاده مجدد از 33 کیلوگرم لباس CO2-eq/kg برای یک نمونه از لباس‌های نخی و پلی استر، در مقایسه با حداکثر حدود 8 کیلوگرم CO2-eq/kg بازیافت الیاف است.
در سال 1400، فاطمه طحانیان فینی و همکاران به بررسی عملکرد نانوکامپوزیت متخلل تهیه شده از الیاف پلی‌استرهای بازیافتی بر پایه پلیمر طبیعی پرداختند. جاذب‌های تهیه شده در این پژوهش با استفاده از پلیمرهای طبیعی کیتوسان به‌عنوان عامل اتصال دهنده و گلوتارآلدهید به‌عنوان عامل شبکه کننده‌ای‌کننده، به صورت یک شبکه در آمده‌اند. جاذب‌ها با استفاده طیف سنجی مادون قرمز، جذب و واجذب نیتروژن، مشخصه یابی شدند، و اثر متغیرهای مختلف بر ظرفیت جذب بررسی شد. از نفت چاه به‌عنوان ماده روغنی جذب شونده برای بررسی کارایی و عملکرد جاذب‌ها در نظر گرفته شد. با توجه به نتایج، محصولات تهیه شده می‌تواند به‌عنوان جاذب‌های مؤثر در جهت جذب نفت و پاکسازی محیط آبی از نشتی‌های روغنی کاربرد داشته باشد.
در سال 1399 خانم رضوان خاشعی به بررسی اهمیت بازیافت ضایعات پلی‌استر جهت تولید الیاف مصرفی صنعت نساجی پرداخت. این تحقیق نشان داد که هم‌اکنون بیش از نیمی از پلی استر مورد نیاز صنایع نساجی وارداتی می‌باشند که با توجه به اهمیت نقش توسعه پایدار در جامعه امروز و رقابت بازار جهانی، بازیافت ضایعاتی مثل پلی استر که مصرف و نقش گسترده در زندگی ما دارند، امری الزم و ضروری و مفید خواهد بود.، تشویق و ترغیب مردم و مسئولین جهت امر تفکیک و جداسازی ضایعات جامد از مبدأ برای سهولت امر بازیافت که خود منبع بسیار ارزشمندی به لحاظ تأمین مواد اولیه صنایع مختلف کشور از جمله صنعت مهم نساجی و تولید الیاف و منسوجات می‌باشد و باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های واردات خواهد شد که خود رونق بسیاری برای کسب و کار کشور خواهد بود.
در سال 1395 مجید وحدتی پور و همکاران به بررسی تأثیر افزودن الیاف پلی استر بازیافتی راهکاری زیست محیطی برای افزایش رفتار مقاومتی خاک‌های رسی مسیر خط 2 قطار شهری مشهد پرداختند. در این تحقیق که به‌صورت آزمایشگاهی صورت پذیرفت، به بررسی اثر الیاف پلی استر بر رفتار مقاومتی خاک‌های رسی می‌پردازد. نتایج آزمایش‌ها گویای این بود که افزودن این الیاف باعث کاهش وزن مخصوص خشک خاک و افزایش رطوبت بهینه خاک تا 56/1 برابر خاک طبیعی می‌گردد. همچنین مقاومت برشی و مقاومت فشاری به ترتیب تا 80/1 و 76/1 برابر می شود. الیاف به دلیل سطح زبر موجب ایجاد پیوند و اصطکاک بین ذرات خاک و الیاف می‌گردد هرچقدر که سطح الیاف زبرتر باشد با ایجاد اصطکاک بیشتر باعث افزایش مقاومت لغزشی الیاف می‌شود
در سال 1388، ابراهیم میرزایی و همکاران به بررسی خواص روسازی‌های آسفالتی تقویت شده با الیاف پلی‌استر بازیافتی پراختند. ایشان بیان کردند استفاده از افزودنی‌های الیافی در مخلوط بتن اسفالتی، یک روش شناخته شده برای بهبود خواص مکانیکی و دوام روسازی‌های آسفالتی است. هدف از این تحقیق بررسی تأثیر کاربرد الیاف پلی استر بازیافتی بر خواص مخلوط‌های بتن آسفالتی است.
در این تحقیق از یک نوع مصالح سنگی با دانه‌بندی پیوسته، یک نوع قیر خالص 60/70، و سه درصد مختلف الیاف پلی‌استر بازیافتی استفاده شد. بررسی‌های آزمایشگاهی با انجام آزمایشات درجه نفوذ و نقطه نرمی و طرح مخلوط مارشال و آزمایش کشش و غیر مستقیم نشان داد که الیاف سبب بهبود دوام و خواص رئولوژیکی مخلوط شده و خواص سفت‌کنندگی الیاف با درصد الیاف تغییر می‌کند. همچنین افزودن الیاف سبب کاهش جزئی در استقامت مارشال و افزایش جزئی در درصد قیر بهینه درصد فضای خالی آسفالت در قیاس با نمونه‌های فاقد الیاف می‌گردد.
- روش تحقیق
تحقیق حاضر تحقیقی اسنادی و کاربردی است. که به‌صورت جمع آوری و مطالعه کتابخانه‌ای مطالب گردآوری شده است و هدف از آن بررسی اهمیت و ضرورت بازیافت پسماند صنعتی با محوریت ضایعات و پسماند حاصل از فعالیت صنایع نساجی می‌باشد. امید است این تحقیق منبع الهامی گردد برای اساتید، دانشجویان، فعالان زیست محیطی و… جهت خلق ایده‌های نوین در حوزه بازیافت صنایع نساجی و حفاظت از محیط زیست.
- بازیافت ضایعات نساجی
بازیافت ضایعات نساجی هم از منظر اقتصادی و هم مزایای زیست محیطی از اهمیت زیادی برخوردار است. این کار از بسیاری آلودگی‌ها و فرآیندهای شدید انرژی که جهت تولید منسوجات از طریق مواد تازه مورد استفاده قرار می‌گیرند، جلوگیری می‌کند. با بهره‌گیری از بازیافت، نیاز به فضای دفن زباله نیز کاهش پیدا می‌کند. منسوجات منجر به مسائل زیادی در محل دفن زباله می‌شوند و مهم‌تر اینکه الیاف مصنوعی تجزیه نمی‌گردند. به‌طور کلی بازیافت به دو دسته زیر تقسیم می‌گردد:
4-1: بازیافت فیزیکی
در بازیافت فیزیکی، ضایعات تولیدی و محصولات پسامصرف به محصولات جدید با استفاده از فرآیندهای بهسازی یا فرآوری ضایعات پلاستیک‌های ترکیبی تبدیل می‌شوند. به‌دلیل سادگی، ارزانی و سازگار با محیط زیست بودن این فرآیند، بازیافت فیزیکی بیش از بازیافت شیمیایی مورد توجه و پذیرش است.
4-2: بازیافت شیمیایی
بازیافت شیمیایی باعث تبدیل پلیمرهای سنگین وزن مولکولی به مواد سبک وزن مولکولی می شود. مواد به‌دست آمده می‌توانند به‌عنوان واکنش‌هایی برای آماده‌سازی دیگر پلیمرها و واکنش‌ها مورد استفاده قرار گیرند. بازیافت ضایعات نساجی را می‌توان به‌عنوان راه حلی برای بسیاری از مسائل اقتصادی، محیطی و اجتماعی به کار برد.
اگرچه بازیافت نساجی یک سابقه تاریخی دارد، اما در سال‌های اخیر به دلیل رشد فرهنگ مد و جهان غرب که باعث افزایش مصرف منسوجات و تولید ضایعات متناظر شده است، توجه به مسئله بازیافت دوچندان گردیده است. کمترین هزینه و تأثیر منفی بر روی محیط زیست زمانی حاصل خواهد شد که یک مؤلفه بتواند به محصول اولیه خود بازیافت شود که این مسئله بازیافت حلقه بسته نامیده می‌شود.
- انواع فناوری های بازیافت
5-1: فناوری بازیافت گرمایی: بازیافت گرمایی به بازیابی انرژی گرمایی تولید شده از طریق سوزاندن ضایعات الیاف به‌عنوان انرژی گرمایی یا الکتریکی اختصاص داده می‌شود.
5-2: فناوری بازیافت ماده: بازیافت ماده، پلیمرها را از طریق الیاف بازیابی می‌کند و در حال حاضر ایده تبدیل پلی اتیلن ترفنات (PET) به الیاف به‌عنوان اقتصادی‌ترین و گسترده‌ترین اهداف عملی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
5-3: فناوری بازیافت شیمیایی: بازیافت شیمیایی، مونومرها را از طریق الیاف هدر رفته به‌وسیله تجزیه پلیمر بازیابی می‌کند. ناخالصی‌ها می‌توانند از طریق مونومرهای بازیابی شده حذف گردند، بنابراین کیفیت آنها دقیقا برابر با مونومرهای اولیه خواهد بود.
- نتیجه گیری
بازیابی منسوجات و لباس‌ها برای بازیافت هم مزایای اقتصادی و هم مزایای زیست محیطی را فراهم می‌کند. بازیافت مانع از گسترش آلودگی و فرآوری های پرشدت انرژی که جهت ایجاد منسوجات از طریق مواد تازه مورد استفاده قرار می‌گیرند، می‌شود. فرآیند بازیافت باعث کاهش فضای دفن زباله، حفظ و کاهش مصرف منابع، کاهش تولید آلودگی از طریق کاهش مصرف انرژی در بازیافت نسبت به مصرف انرژی در تولید و استخراج مواد اولیه می‌گردد.( Jeyaraman Anandha Kumar,2020,)
ضايعات نساجي شامل ضايعات در فرايند توليد و زباله خشك شهري مي‌باشد. در حال حاضر با توجه به حجم قابل توجه منسوجاتي كه از طريق زباله به محيط دور ريز مي‌شود، تا به حال هيچ طرح و برنامه مدوني و هيچ واحد صنعتي براي جمع‌آوري و بازيافت اين ضايعات، وجود نداشته است. در حاليكه فرآيند بازيافت الياف از جنبه زيست محيطي و كاهش آلودگي محيط زيست نيز داراي اهميت مي‌باشد. از سوي ديگر مصارف متعدد الياف بازيابي شده در صنايع گوناگون، واحدهاي بازيافت الياف از ضايعات منجر به توليد مواد اوليه‌هاي با ازرش افزوده بالا و اشتغال‌زايي مي‌گردد .
صنعت بازیافت پسماند یکی از زمینه‌هایی است که کشور ایران در آن از مزیت و ظرفیت بالایی برخوردار است و می‌تواند بخشی از بیکاری موجود را پوشش دهد.( زرقی و رحمانی زاده، 1397 )
سرمایه‌گذاری در صنعت پلی استر کشور و حمایت از این صنعت بومی، راهبردی و اشتغال زا، دستاوردهایی شامل رفع نیازهای داخلی و کاهش یا قطع واردات، تکمیل زنجیره تولید نساجی کشور، تکمیل زنجیره ارزش افزوده مبتنی بر منابع نفتی و گازی و استفاده از مزیت‌های نسبی کشور را به‌همراه خواهد داشت(1399، خاشعی، رضوان).
بخش عظیمی از ضایعات تولید شده در فرایند نساجی قابل بازیافت می‌باشند. از این الیاف بازیافتی می‌توان در مخلوط بتن آسفالتی استفاده کرد که یک روش شناخته شده برای بهبود خواص مکانیکی و دوام روسازی‌های آسفالتی است( 1388، ابراهیم میرزایی و همکاران)
همچنین افزودن الیاف پلی‌استر بازیافتی به خاک رس موجب افزایش مقاومت خاک رس می‌گردد.( 1395 مجید وحدتی پور و همکاران).
این الیاف بازیافتی می‌تواند در ساخت نانوکامپوزیت متخلل جاذب نفتی مورد استفاده قرار بگیرد جاذب‌ها در پاکسازی محیط زیست از آلودگی‌های نفتی ناشی از نشت، حوادث جاده‌ای و.. کاربرد دارند. .( 1400، فاطمه طحانیان فینی و همکاران)
