В наше время масштабы производства увеличиваются в геометрической прогрессии, а состояние окружающей среды ухудшается с каждым днем. Одной из причин этого являются отходы самых разных видов промышленности, накопление которых приводит к экологическим проблемам.
Ярким примером может служить производство различных изделий из пластмассы.
Из-за своей дешевизны и удобства в использовании пластмассой часто заменяются различные дорогостоящие металлы. Производство изделий из пластмасс широко используется в разных сферах промышленности, таких как приборо- и машиностроение, медтехника. С помощью данного материала создаются корпуса и панели приборов, различные детали.
В 2000 году мировое производство пластмассы превысило 220 млн тонн в год. Из этого числа около 40 % идет на производство упаковочных материалов, почти 30 % — на изготовление различных пленок, 5 % — в мебельную промышленность и 3 % — в техническую. Остальные 22 % используются в качестве конструкционных материалов в составе многослойных покрытий и для отделочных работ. К 1990-ым годам проблема утилизации пластмасс принимает общемировой характер.
К основным источникам отходов пластмасс относятся по большей части бытовые отходы (до 70 %), торговля и промышленность (чуть меньше 20 %), сельское хозяйство и строительство (по 3–5 %) и даже транспорт (до 6 %). [8]
Пластмассы не подвержены гниению и коррозии, поэтому уничтожить их трудно. Однако, если пойти путем прямой утилизации пластмасс, то есть сжигать данные изделия в специализированных установках, возможны вредоносные выбросы токсичных веществ в атмосферу.
В связи с этим, выгоднее всего проводить рециклинг, т. е. процесс возвращения отходов, сбросов и выбросов в процессы техногенеза.
Цель данной работы — провести обзор литературы для анализа существующих методов рециклинга отходов пластмасс. Изучить особенности методов и сделать выводы об их целесообразности.
Существует несколько направлений утилизации отходов пластмасс:
- переработка их по заводской технологии [2];
- пиролиз или сжигание совместно с твердыми бытовыми отходами/раздельное сжигание в специальных печах [1];
- использование отходов пластмасс как готового материала в других технологических процессах [3];
- захоронение на полигонах и свалках.
Оптимальным методом утилизации из выше перечисленных является переработка пластмасс по заводской технологии.
Данный способ разделен на несколько стадий:
Первый шаг — это отделение непластмассовых компонентов, таких как картон, бумажные изделия, деревянные и металлические детали, и сортировка отходов по внешнему виду.
Второй шаг — измельчение отходов пластмассы до нужных размеров (иногда производится несколько раз).
Третья стадия представляет собой отмывку измельченных отходов от различных загрязнений.
На четвертой стадии определяется способ разделения отходов по видам пластмасс. Существует два случая: если это мокрый способ, то сначала производится классификация отходов, а затем уже сушка; если же используются сухие методы, то сначала измельченные отходы сушат и только потом классифицируют. Высушенные отходы со стабилизаторами, красителями и наполнителями, если это необходимо, гранулируют.
На заключительной ступени гранулят перерабатывают в изделия.
Следует отметить, что данный способ переработки является очень трудоемким и дорогостоящим, поэтому на практике иногда даже исключают от 3–5 ступеней это процесса. [6]
Вторичное использование отходов пластмасс как готового материала — еще один из актуальных способов утилизации. В случае использования отходов пластмасс для производства строительных материалов допускается наличие в отходах непластмассового сырья.
Данный способ переработки не требует сортировки пластмасс и очистки от загрязнений. Отходы для производства строительных изделий из пластмасс перерабатываются прямым термоформованием.
Отходы пластмасс в некоторых случаях смешиваются со связующим раствором или гашеным гипсом. Такие растворы могут применяться для покрытий, блоков, панелей, облицовочного материала. Дорожные покрытия можно получить путем смешивания отходов термопластов и битумом, минеральным маслом или наполнителями. [8]
Когда отходы не удается утилизировать или найти им практическое применение используются термические методы. Пиролиз, т. е. процесс переработки отходов без доступа кислорода на всех стадиях.
Данный способ полностью безопасен, никаких выбросов в атмосферу не происходит. Пиролиз проходит в несколько стадий:
1) в верхнюю часть реактора пиролизной установки поступают твердые бытовые отходы, которые спускаются ниже через швельшахту.
2) подсушивание сырья происходит в верхних слоях реактора, далее оно поступает в сам реактор.
3) затем сырье попадает в среднюю часть реактора, где и проходит сам процесс пиролиза.
4) переработанные бытовые отходы оказываются в нижней части реактора, и
5) выводятся наружу.
Результатом пиролиза могут служить соединения сложной органической структуры, которые становятся более простыми нетоксичными жидкими, газообразными или даже маслянистыми. Данные соединения не имеют фиксированной температуры плавления, они размягчаются, затем плавятся.
Время плавления составляет до десятков минут. Температура определяет скорость процесса в зависимости от сырья. [4, 10]
Отдельное внимание стоит уделить захоронению отходов. К недостаткам этого метода можно отнести значительные затраты на транспортировку отходов.
Также для захоронения необходимо большое количество свободных земельных участков. Самой негативной стороной этого процесса является экологическая опасность в виде распространения инфекций, загрязнения грунтовых вод и атмосферы, пожаров. [9]
Во всем мире уже давно осознали, что выкидывать мусор неэкономично, ведь мусор — это прежде всего сырье.
В некоторых странах Европы действует закон о раздельном сборе мусора, который значительно помогает справляться с такой серьезной проблемой, как отходы.
Для России вторичная переработка отходов полимеров — дело новое, здесь все только начинает развиваться. Но во многих городах уже есть предприятия по переработке пластика.
Например, московская компания «Эко-система» сотрудничает со многими городами России и производит вывоз мусора. В том числе и Томск, где также есть пункты приема отходов пластмасс. После сбора отходов полимеров у населения, мусор отправляют на переработку на химические предприятия, специализирующиеся на производстве полистирола. Но это только начало, через несколько лет переработка пластмасс станет очень актуальна. [5, 7, 9]
Проводя рециклинг, мы не только утилизируем отходы промышленности, но и сохраняем ресурсы окружающей среды. Утилизация отходов пластмасс намного безопаснее и эффективнее, чем сжигание или захоронение. Вторичное сырье, получаемое путем рециклинга, используется во многих отраслях промышленности. Именно это, рано или поздно, будет способствовать улучшению экологического климата, росту числа предприятий как малого, так и среднего бизнеса, предоставлению новых мест для трудоустройства специалистов, сохранению не только природных, но и энергетических ресурсов России для последующих поколений и трансформации нашего государства в высокоразвитый социум с понятной и доступной обществу политикой в сфере охраны окружающей среды и здоровья нации.
Литература:
1. Пат.2459843 Российская Федерация, МПК B29B17/00, F23G5/027. Способ переработки термопластов и установка для его реализации / Шаповалов Ю. Н.; заявитель и патентообладатель Ульянов А. Н. — заявл. 15.12.2010; опубл. 27.08.2012
2. Пат.2412804 Российская Федерация, МПК B29B 17/00. Способ предварительной обработки, переработки или вторичного использования термопластичного полимерного материала / Венделин Герхард; заявитель и патентообладатель ЭРЕМА ЭНДЖИНИРИНГ РИСАЙКЛИНГ МАШИНЕН УНД АНЛАГЕН ГЕЗЕЛЛЬШАФТ М. Б. Х. — заявл. 13.11.2007; опубл. 27.02.2011
3. Пат. 2492051 Российская Федерация, B29C70/52. Способ изготовления профилированной преформы и профилированной детали из композитных пластмасс / НИЧ Кристиан (DE); заявитель и патентообладатель ЭРБУС ОПЕРЕЙШНС ГМБХ (DE) — заявл. 27.02.2009; опубл. 10.09.2013
4. Переработка мусора (ТБО) — инвестиции в будущее. [Электронный ресурс] — URL: http://ztbo.ru/o-tbo/stati/piroliz/piroliz-ponyatie-texnologiya-process-sxeama-produkti
5. Переработка пластика в России и зарубежом. [Электронный ресурс] — URL: http://www.cleandex.ru/articles/2008/03/18/residue_utilization21
6. Промышленные и бытовые отходы. Хранение, утилизация, переработка. Гринин А. С., Новиков В. Н. М.: Фаир-Пресс, 2002. — 336 с.
7. Пункты приема пластиковых отходов в Томске. [Электронный ресурс] — URL: http://punkti-priema.ru/plastik/tomsk
8. Рециклинг отходов: специализированный информационно-аналитический журнал. [Электронный ресурс] — URL: http://www.wasterecycling.ru/o_zhurnale.jdx
9. Твердые бытовые отходы [Электронный ресурс] URL: http://www.solidwaste.ru/
10. Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2011, № 3, с. 208–215. Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет.
