Переработка пластиковых отходов

Где применяется пластик

Производство изделий из пластика увеличивается год от года. Это бутылки, банки, канистры, лотки, поддоны, пакеты, упаковка, этикетки, пленка, скотч, перегородки, различные перекрытия, вывески, указатели, световые короба, сетки, решетки, папки, искусственные травяные покрытия, фильтрующие трубки и множество других изделий.

Увеличивается и количество пластиковых отходов, которые не просто засоряют окружающую среду, но и загрязняют ее. Пластик принадлежит к материалам, которые практически не разлагаются со временем, а при сжигании выделяются крайне токсичные вещества, которые невозможно вывести из организма. Поэтому изделия из пластика должны быть переработаны.

Пластиковые отходы не разлагаются и приносят огромный ущерб окружающей среде

В настоящее время проблема переработки отходов полимерных материалов получает актуальность не только в связи с охраной окружающей среды, но и в связи с дефицитом полимерного сырья. Из 1 кг отходов (полиэтилентерефталат ПЭТФ, полипропилен ПП, полиэтилен высокого давления ПВД, полиэтилен низкого давления ПНД) получается 0.8 кг вторичного сырья.

Популярность пластика объясняется его легкостью, экономичностью, удобством использования. Так, при изготовлении пластика энергии требуется на 21% меньше, чем при изготовлении стекла.

Этапы и методы переработки пластиковых отходов

Переработка пластика состоит из нескольких этапов:

• сбор;
• сортировка (по цвету, по качеству, чистые/грязные отходы);
• прессование; 
• собственно переработка (резка, промывка, сушка, производство регранулята);
• производство новой продукции.

Существует несколько способов переработки пластика.

1. Пиролиз – термическое разложение веществ в присутствии кислорода или без него.

2. Гидролиз происходит под действием экстремальных температур и давления. Этот способ использования отходов энергетически более выгодный, чем пиролиз, т. к. в оборот возвращаются высококачественные химические продукты.

3. Гликолиз – деструкция протекает при высоких температурах и давлении в присутствии этиленгликоля и катализатора до получения чистого продукта. Этот способ более экономичен, по сравнению с гидролизом.

4. Все же самым распространенным термическим способом переработки пластика является метанолиз – расщепление отходов с помощью метанола.

5. В настоящее время самым приемлемым методом переработки для России остается механический рециклинг – вторичная переработка (способ не требует дорогого специального оборудования и может быть реализован в любом месте накопления отходов).

В развивающихся странах полимерные отходы собираются вручную

Что такое биоразлагаемые полимеры

Радикальным решением проблемы полимерного мусора, по мнению некоторых специалистов, является создание биоразлагаемых полимеров, которые распадаются на безвредные для живой и неживой природы вещества. Сначала разрабатывались полимеры, способные выдерживать воздействия факторов окружающей среды. Теперь концепция поменялась: сейчас нужны полимеры, которые сохраняют эксплуатационные характеристики в течение срока службы (потребления), а затем претерпевают превращения под действием факторов окружающей среды и включаются в естественный процесс обмена.

Биопластики разлагаются с течением времени под действием природных факторов

Считается, что полимерные материалы на основе растительного сырья (зерновых, древесины, крахмала, полисахаров) разлагаются на полностью безопасные компоненты: воду, диоксид углерода, биомассу и другие естественные природные соединения, т. е. обеспечивают абсолютную экологичность процессов утилизации. К тому же запасы растительного сырья могут возобновляться вечно. Однако все не так просто, как кажется на первый взгляд. Для того чтобы идея биоразложения полимерного материала реализовалась. Необходима совокупность трех основных факторов:

• соответствующие условия окружающей среды;
• наличие микроорганизмов селективно действующих на полимерный материал;
• полимерные материалы определенной химической структуры.

Самый перспективный и многообещающий пластик для химической промышленности – полилактид. Спектр его использования обширен: ламинирование бумаги для упаковки, посуда для микроволновых печей, мешки для отходов одноразовая посуда, упаковка для пищевых продуктов.

Биоразлагаемые материалы с активным растительным наполнителем впервые появились в 70 – 80гг ХХ века на рынке упаковки США, Италии, Германии. Это были композиции крахмала с различными синтетическими полимерами.

Сейчас доступными считаются более 30 различных полимеров, которые находят широкое применение не только на рынке упаковки, но и в текстильной промышленности, с/х, медицине, строительстве. Практически все крупные фирмы в области производства полимерной продукции предложили свой ассортимент биоразлагаемых материалов. Рынок биоразлагаемых полимеров является одним из наиболее быстроразвивающихся сегментов агрохимического комплекса в странах Америки, Европы, Японии.

Но биоразлагаемые полимеры не решают экологической проблемы:

• трудно регулировать скорость распада на свалках под воздействием факторов окружающей среды;
• довольно высокая стоимость биоразлагаемых полимеров;
• безвозвратная потеря ценных сырьевых ресурсов, в том числе пищевых, особенно с учетом наличия голода в отдельных регионах мира;
• технологические трудности производства биоразлагаемых полимеров;
• полностью не доказана безопасность таких материалов и продуктов их распада на растительный и животный мир.

Поэтому, по мнению ряда специалистов, избавление от отходов полимеров путем создания и применения биоразлагаемых материалов должно иметь контролируемое применение, а возможно, и ограниченное. Обсуждается и моральный аспект проблемы: имеет ли человечество право использовать с/х сырье для производства химической продукции, если в мире существует голод?

Применение вторичного пластика

Около трети вторичного пластика используется для изготовления волокна для ковров, синтетических нитей, одежды. Остальные направления включают производство листа, пленки, бандажной ленты, обивки для автомобилей.

Приблизительно 70% всего вторичного европейского ПЭТ используется для производства волокон полиэстера. Волокна большого размера используются как утеплитель спортивной одежды, спальных мешков, как наполнитель для мягких игрушек.

Вторичный пластик также используется для изготовления волокон меньшего диаметра. Из них получают искусственную шерсть, используемую для трикотажных рубашек, свитеров и шарфов. Такие ткани могут содержать до 100 % вторичного материала. Например, для изготовления теплого свитера из искусственной шерсти требуется в среднем 25 переработанных ПЭТ-бутылок.

Лист и лента — «классические» продукты из вторичного пластика. Лист производится для изготовления пластмассовых коробок (для фруктов и яиц), которые составляют приблизительно 9% общего объема использования вторичного пластика. Другие области применения вторичного пластика включают упаковку для туалетных принадлежностей и товаров народного потребления, щетины и ворса, которые, в свою очередь, применяются для изготовления бытовых кистей, метел, щеток (обычных и для дорожной уборочной техники). Что касается колодок для изготовления бытовых кистей, щеток, метел, то здесь также используются пластмассовые отходы.

Считается, что это «закрывает петлю рециркуляции», поскольку позволяет упаковке быть переработанной в новую упаковку. Все переработанные упаковки остаются доступными для вторичной переработки. Бандажная лента из вторичного пластика предназначена, главным образом, для промышленных целей. Она может с успехом конкурировать с лентами из полипропилена и стали. Волокнистый материал, полученный из вторичного пластика, можно использовать в качестве сорбента на очистных сооружениях АЗС, в качестве утеплителя или наполнителя.

Вторичный пластик используется в бытовых товарах, строительных материалах, арт-объектах

Из пластиковых отходов и минеральных наполнителей (золы, песка) производится полимербетон, очень прочный и долговечный материал, имеющий разнообразное применение. Пластик, полученный из использованных бутылок для напитков, может стать потенциально дешевым сырьем, а его вторичная переработка в полимербетон позволит также решить проблемы утилизации. Применение полимербетона для ремонта бетона из портландцемента может быть весьма эффективным. Поверхностный слой полимербетона может иметь толщину всего 10 — 25 мм, что обеспечивает износо-, кислотостойкость и малую проницаемость.

Полимербетон легок, быстро затвердевает и образует прочное сцепление с бетонной поверхностью, его можно быстро наносить и восстанавливать, что очень важно для мостов и полов в производственных помещениях. Нанесение покрытий из полимербетона на железобетонные строительные конструкции существенно улучшает их внешний вид. Весьма эффективно применение полимербетона для дренажа кислотных стоков, подземных сводов, соединительных боксов канализационных труб.

Не стоит забывать и о том, что основная часть наполнителей для постельного белья, поступающая из Китая, изготовлена из вторичного ПЭТ.

В феврале 2006 года компания Envosmart (Нидерланды) объявила о том, что подписала соглашения в нескольких европейских странах о строительстве предприятий по переработке пластиковых отходов в высококачественное дизельное топливо. Топливо, производимое на предприятиях «Envosmart», может быть использовано в любых стандартных дизельных двигателях, отмечают в компании.

Инвестиционный проект «Утилизация пластиковых отходов с последующей переработкой в строительные материалы на территории Астраханской области» был поддержан конкурсной комиссией по отбору инвестиционных проектов субъектов малого предпринимательства для оказания государственной поддержки.

Объем капитальных вложений по проекту должен составить 2 400 000 рублей. Предпринимателю, который его реализует, будет оказана государственная поддержка в форме целевой бюджетной субсидии на приобретение дробилки. Оборудование стоит 150 000 руб.

Проект носит явно социальный характер – в процессе его внедрения в жизнь будут дополнительно созданы 9 рабочих мест со среднемесячной заработной платой работников в 7 100 руб. Поступления налогов в бюджет должны увеличиться на 480 000 в год.

Китайская компания Beijing Roy Environment Technology Ltd объявила о создании установки EZ-Power по переработке разных видов пластиковых отходов в электроэнергию. При этом работает установка совершенно бесшумно и не производит вредных выбросов в окружающую среду.

Как сообщается в пресс-релизе Американского химического общества со ссылкой на публикацию в отраслевом журнале «Energy & Fuels», химики компании «Chevron» и Университета Кентукки разработали технологию получения моторного масла из полиэтилена. Разработчики полагают, что «пластиковое масло» сможет конкурировать даже с более дорогими маслами, получаемыми на основе воска Фишера-Тропша, где в качестве исходного сырья используется природный газ.