В России на переработку отправляется менее 5% образующихся отходов, половина из которых — полимеры. Полимерные изделия широко используются в мире в качестве упаковочного материала, тары и предметов одноразового использования. Популярность полимерных материалов связана с простотой обработки и свойствами — легкостью, твердостью, эластичностью. Накопление таких отходов может привести к серьезному загрязнению окружающей среды из-за длительного периода разложения и выделения токсичных паров на улицу.
[зеленый] Переработка полимеров позволяет получить вторичное сырье, немного уступающее первичному. [/ green]
Категории отходов, относящиеся к полимерам
[зеленый] Полимерные отходы обычно включают высокомолекулярные неорганические соединения: упаковку, пластмассы, пленки. [/ green] Полимеры включают несколько типов химических соединений: полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен и другие под названием «поли». Полимерные материалы используются в большинстве отраслей и потребителей, но наиболее распространенным применением является упаковка, на которую приходится 50% полимерных отходов.
Их негативное влияние на окружающую среду
Полимеры наносят наибольший ущерб окружающей среде при горении: вредные токсичные пары попадают в атмосферу, вызывая повреждение дыхательных путей живых организмов. Негативное влияние усугубляется тем, что полимерные отходы обычно утилизируются вместе с твердыми бытовыми отходами без раздельного сбора. Это приводит к смешиванию разнородных видов отходов и возникновению опасности возгорания на свалках.
[красный] Полимеры разлагаются в течение 500-1000 лет, поэтому их накопление приведет к увеличению токсичных выбросов в атмосферу. [/ red]
Типы полимеров, пригодных для обработки
Чтобы передать полимеры в переработку, их необходимо очистить от посторонних остатков: органики, клея, бумаги. Такие отходы обычно плавят или измельчают для получения вторичного сырья, которое используется в качестве добавки при производстве первичных продуктов. Наиболее распространенные полимеры для обработки:
- полиэтилен;
- полипропилен;
- поливинил хлорид;
- пластик.
Пункты сбора полимерных отходов
Чтобы упростить сбор и оборот полимерных отходов, они маркируются при производстве. Перед тем, как сдать отходы в пункт сбора, необходимо произвести несколько действий с накопленной массой:
- очистка от примесей (например путем стирки);
- все сырье разделить на однородные группы: пленки, пробки от бутылок, тара;
- раздавить или сжать отходы.
Полимерные отходы необходимо сдавать в специализированные пункты приема вторсырья или предназначенные для них мусорные контейнеры: специализированные в магазинах, муниципальные для «сухих» отходов. [/ block]
Способы утилизации и переработки полимеров
Для утилизации полимерных отходов используется несколько методов. Выбор зависит от состава поступающего сырья и характеристик, необходимых для вторичных товаров. Способы утилизации и переработки полимерных отходов:
- захоронение;
- механическое дробление;
- тепловой эффект;
- литье;
- химик;
- физик;
- биологический.
Состав определяет свойства сырья, которые ограничивают использование некоторых методов. Например, эластичные соединения не подвергаются механической обработке из-за их пластичности, поэтому их отправляют в плавление для получения густой массы.
Захоронение на свалке
Наименее предпочтительный метод утилизации полимеров из-за отходов сырья. Размещение полимерных отходов на свалках приводит к образованию очагов токсичных паров и застою влажности. Сырье устойчиво к факторам окружающей среды: влажности, перепадам температур, ветру.
Длительное разложение приводит к накоплению полимеров на свалках, что приводит к ухудшению экологической ситуации. [/ block]Механические методы
[зеленый] Наименее затратный и вредный способ обращения с полимерными отходами — механический. [/ green] Сырье подается в оборудование, где оно измельчается механическим воздействием без изменения агрегатного состояния, перепадов температуры и других реакций. Механические методы обычно применяются к мягким полимерным отходам, чувствительным к механическим воздействиям.
При обработке используются 2 метода механической обработки:
- грануляция;
- агломерация.
Гранулирование полимерных отходов
Сырье подается в специализированное оборудование: грануляторы. Это дробилки или измельчители, в которых отходы измельчаются на мелкие кусочки определенного размера. Гранулы выгружаются через фильтры или сито с отверстиями необходимого размера. Передовые установки для получения лучших материалов, пригодных для вторичной переработки, включают дополнительные этапы: сортировку и распределение на однородные фракции, переплавку и производство однородных гранул (аналогично работе мясорубки). Самый распространенный метод утилизации старых автомобильных покрышек. Измельченная крошка используется как самостоятельный наполнитель каучука или как добавка к другому сырью.
Агломерация полимеров
Более сложная установка, чем гранулятор: агломератор. Используется для пленок и других эластичных отходов: мешков, упаковки.
[зеленый] Сырье загружается в камеру, где барабан с ножами вращается с высокой скоростью. Через 10-15 минут с момента загрузки сырье полностью разрезается примерно на равные части. [/ green] При взаимодействии сырья и оборудования возникает сила трения, которая приводит к нагреву массы, которая резко остывает при подаче струи воды, что вызывает образование однородных гранул.
Термические методы
Для разложения полимерных отходов иногда используются термические методы, при которых сырье разлагается на разные фракции под воздействием температуры. Эти методы распространены благодаря простоте использования и универсальности.
[зеленый] Для термообработки достаточно загрузить сырье в печь, причем без предварительной сортировки и очистки. [/ green] Универсальность заключается в том, что печь можно использовать для сжигания других видов сырья.
Используются 2 метода термического воздействия:
- выгорание;
- пиролиз.
Сжигание полимерных отходов
Один из наименее приемлемых способов утилизации полимеров — сжигание. С помощью этого метода выделяются вредные частицы, которые попадают в атмосферу.
[красный] Установка фильтров позволяет улавливать крупные частицы, но мелкие (менее 10 мкм) проходят через коллекторы. [/ red] Сжигание разрешено только при выработке энергии от сгорания, которую можно использовать для обогрева промышленных предприятий или окружающих зданий.
Пиролиз пластиковых отходов
Более совершенным методом термической обработки, чем сжигание, является пиролиз. Этот метод более безопасен для окружающей среды, поскольку горение происходит в изолированной камере с удаленным кислородом.
[зеленый] Используется один из двух температурных режимов: 450-900 ° C или более 900 ° C. В отсутствие кислорода и нагревания массы отходов происходят химические реакции разложения с образованием золы и газа. [/ Green] Оба продукта сгорания используются в качестве топлива для отопления.
Крекинг полимерных отходов
В нефтяной промышленности крекинг используется для получения жидкого топлива из густой массы нефти. Аналогичным образом технология используется при переработке нефтяных отходов: например, автомобильных шин.
Для этого сырье помещают в камеры и, как и в процессе пиролиза, нагревают, но при более низких температурах (до 350 ° C). В результате разрываются молекулярные связи, происходит серия реакций со свободными молекулами, которые приводят к образованию новых связей. [/ блокировать]Методы термоформования
Некоторые полимеры подвергаются горячей формовке для преобразования в новые продукты. Сырье прессуется при нагревании и с помощью подготовленных пластин преобразуется в определенную форму. Используются разные виды термоформования:
- прессование — для производства пленок;
- экструзия — штамповка сложных форм (например, профиля пластиковых окон);
- литье под давлением — соединение разных деталей в емкость необходимой формы.
Для формования подходят только термопластичные полимеры, которые при воздействии высоких температур и прессов сохраняют свой молекулярный состав и принимают необходимую форму. [/блокировать]
Химические методы
Помимо пиролиза, для переработки полимерных отходов используется множество других химических методов:
- гидролиз;
- метанолиз;
- гликолиз.
Способы различаются составом жидкостей расщепления и катализаторов, а также условиями реакции. Принцип их работы одинаков: полимерные отходы помещаются в специальный контейнер, где они превращаются во вторичный пластик под действием жидкостей (спирта, кислот, щелочей, воды) и катализаторов.
Физико-химический метод
Универсальный метод обработки гетерогенных полимеров — это рестабилизация. Недифференцированный пластик плавится (физическое воздействие) и в расплав добавляются стабилизаторы. Под воздействием стабилизаторов (химическое воздействие) структура сырья становится однородной, что дает возможность повторно использовать его. Новые продукты объединены в единую структуру.
Биологические методы
Использование биологических методов утилизации полимеров — новый этап в развитии технологий. Практическое применение метода осложняется необходимостью получения полимерных продуктов с биологическими добавками. Наличие биокомпонентов в составе полимеров ускорит разложение отходов в естественных условиях.
Для более безопасной и быстрой утилизации создается среда с высокой концентрацией микроорганизмов, способных поглощать биополимеры. [/ block]Лечебное оборудование
При переработке полимерных отходов обычно используется стандартное оборудование, позволяющее выполнять ряд операций: сортировку, очистку, измельчение, переработку, сушку. Выбор конкретных типов оборудования зависит от параметров производимой вторичной продукции и вида сырья, поступающего на переработку.
Для открытия производства вам понадобится следующее оборудование:
- сортировочный конвейер;
- измельчители: измельчители, измельчители, измельчители, грануляторы;
- стиральные комнаты;
- печи для сжигания или плавки;
- нажать;
- сушилки;
- фильтры.
Виды вторичной продукции
Несколько типов новых продуктов производятся из переработанных полимеров, а также используются в качестве добавки при производстве нового сырья. Вторичные полимерные изделия: оболочки кабелей, контейнеры (непищевые), строительные материалы, напольные покрытия (беговые дорожки), резиновые автомобильные компоненты, автомобильные жидкости. В состав строительных смесей добавляют измельченные фракции, а также полимеры при первичном производстве.
[зеленый] Производятся продукты, аналогичные первичным, но с потерей массы: из нескольких переработанных бутылок можно получить, например, только новую. [/зеленый]
Стоимость сырья и готовой продукции
Необработанные полимерные отходы примерно в 10 раз дешевле новых продуктов такого же веса. После обработки стоимость увеличивается в пять раз. Стоимость увеличивается с прохождением каждого этапа обработки:
- 5-10 рублей за килограмм — закупка сырья;
- 12-15 рублей — отсортированные и промытые полимеры;
- 25-35 — стоимость измельченного сырья;
- 35-50 — переработанное сырье или готовая продукция.
Разброс значений на каждом этапе связан с различиями в типах полимеров: наименьшее увеличение стоимости происходит при переработке термопластов — в 3,5 раза после обработки. [/ блокировать]
Текущее состояние и перспективы переработки полимеров в России
Основные проблемы переработки полимеров в России связаны с отсутствием государственного регулирования отрасли. Чаще всего полимерные отходы, не подлежащие вторичной переработке, находятся в составе твердых бытовых отходов. [/ Block] По этой причине возможности переработки сырья ограничены, так как его необходимо дополнительно отсортировать и очистить от посторонних остатков.
Отраслевое регулирование должно привести к созданию отдельной системы сбора отходов, в которой полимеры собираются отдельно от других видов отходов. Это позволит накопить достаточные объемы сырья для создания прибыльных предприятий по переработке отходов. 
Комментирование закрыто