Проблемы утилизации и переработки полимеров

 

Полимерные отходы разделяют на отходы производства (технологические) и потребления. Отходы потребления образуются в жилом секторе, на предприятиях, в торговых центрах, где происходит упаковка и распаковка различных товаров и грузов.

Рассмотрим три типа классификации отходов.. По сложности и цене утилизации.

. С хорошими свойствами - чистые отходы производства (литники, обрезки, облой, брак), условно чистые отходы потребления, получаемые в местах, где сбор и сортировка или отлажены или не требуются (медицинские одноразовые изделия и системы, пленка, пластмассовые ящики, ПЭТ-бутылки). Утилизация обеспечивает сравнительно высокую рентабельность их переработки. Процент от общего количества полимерных отходов - 5 - 12 %. Использование - 70 - 90 %.

. Со средними свойствами - те же виды отходов производства и потребления, содержащие допустимое количество загрязнений, а также отходы от производств пищевого назначения. Сбор и переработка таких отходов связана с издержками по сортировке, мойке и использованием более сложного оборудования по переработке и производству изделий. Однако их использование может быть рентабельным. Процент от общего количества полимерных отходов - 10 - 25 %. Использование - 20 - 30 %.

. трудно утилизируемые отходы - сильно загрязненные и смешанные отходы производства и потребления, отходы из композиционных материалов, детали бытовой и автомобильной техники. Сбор и переработка трудно утилизируемых отходов, как правило, не может быть рентабельной. Именно поэтому в России данные отходы практически не собираются и не перерабатываются. Для покрытия издержек на утилизацию таких отходов необходимы внешние финансовые ресурсы (налоговые льготы, целевые вложения, субсидии) и внеэкономические меры. Процент от общего количества полимерных отходов - 60 - 85 %. Утилизация (кроме закапывания) - до 3 %.. По видам и типам полимеров отходы можно разбить на две группы.

. Отходы крупнотоннажных и дорогих конструкционных пластиков. Эти отходы имеют развитый рынок сбыта вторичных материалов внутри России, частично обеспечены (технологические отходы) оборудованием для переработки во вторичные материалы.

полиэтилен низкой и высокой плотности (ПЭНП, ПЭВП): пленка и кусковые отходы;

полипропилен (ПП): кусковые отходы и пленка, отходы производства одноразовой посуды, волокна;

стирольные пластики (ПС, АБС): кусковые отходы, листы, отходы производства одноразовой посуды;

полиамиды (ПА), поликарбонат (ПК);

полиэтилентерафталат (ПЭТФ);

ПВХ пластифицированный (отходы первичного производства);

ПВХ жесткий (отходы первичного производства).

. Отходы упаковки, мебельного производства, строительства: в настоящее время не имеют развитого рынка сбыта, оборудование для их переработки во вторичные материалы в России и СНГ практически не производится.

использованная тара из ПЭТФ;

двух- или многослойные пленки для упаковки пищевых продуктов: ПП/ПА, ПП/ПЭТФ, ПЭ/ПЭТФ;

вспененные полимерные материал (ПЭНП вспененный, ПС вспененный) - одноразовая посуда «фаст-фуд», упаковочные, теплоизоляционные материалы;

смешанные отходы ПС, ПП, ПЭНП, ПЭВП;

смешанные отходы ПЭТФ, АБС, ПА, ПК;

ПВХ пластифицированный - старая обувь, использованный кабель;

ПВХ жесткий - старые рамы, вагонка, сайдинг, трубы, профили;

пенополиуретан.. По способам утилизации и их экологическому воздействию. [2]

. Повторное использование для исходных полимеров, наполнителей, армирующих элементов, изготовления различных изделий (так называемый «материальный метод»). Однако лишь до 10 % от всей массы полимерных отходов могут быть повторно использованы. Даже если полимерные отходы тщательно отделены от другого мусора, их практически невозможно переработать в полимерный рециклат с удовлетворительными свойствами из-за присущей полимерам особенности - неспособности смешиваться друг с другом (термодинамической несовместимости). Таким образом, практически для повторной переработки можно направлять только однотипные полимеры, что требует сортировки и, соответственно, больших расходов. Качество и свойства вторичных полимеров оказываются иными, чем у первичных материалов. Это происходит за счет снижения их прочности, термической стабильности, пластичности и других параметров. Для вторичной переработки используется схема, включающая в себя следующие стадии:

сбор и транспортировка полимерных отходов;

ручная сортировка и начальное отделение загрязнений;

металлодетекция и сепарация;

измельчение;

металлосепарация;

мойка в ваннах и центрифугах;

флотационнная сортировка;

сушка в сушилках барабанных, трубчатых, контактных;

воздушная очистка в циклоне;

штамповка на прессе;

очистка полимеров фильтрами непрерывного или периодического действия;

гранулирование с фильтрацией и без нее с помощью водных или воздушных грануляторов;

производство готовых изделий. [2]

. Переработка отходов полимеров в мономеры и искусственное топливо (пиролизно-сырьевой метод). Деполимеризация с последующим синтезом различных полимерных материалов не находит промышленного применения. Отходы многих полимерных материалов могут быть подвергнуты термическому рециклингу с получением полезных продуктов не полимерной природы. ПЭТФ может быть деполимеризован до исходных компонентов. Аналогичной переработке могут быть подвергнуты отходы полиуретанов. Искусственное жидкое топливо является весьма перспективным направлением их утилизации. Разработанные в последнее время технологии позволяют получать высококачественные марки бензина, керосина, дизельного и котельного топлива. Однако основным недостатком указанных технологий является высокая стоимость используемого оборудования и, соответственно, высокая стоимость производимого искусственного жидкого топлива. Существуют способы разделения полимеров из смеси собранных отходов: пенная флотация, сепарационное растворение, детекторное с проведением мониторинга, и, наконец, последний, заслуживающий внимания метод обработки смесей несовместимых полимеров ультразвуком, позволяющий получать блок-сополимеры. Ведутся работы по покрытию бутылок из ПЭТФ тончайшим барьерным слоем оксида, нитрида, карбида кремния и др., внедряется более барьерный полиэтилентерафталат для розлива пива. Устаревшие полиолефины можно добавлять к углю, карбонизировать и вводить в кокс для выплавки чугуна.

. Сжигание с целью получения тепловой и электрической энергии (энергетический метод). Получение энергии за счет сжигания полимерных отходов привлекает все большее внимание из-за непрерывного роста цен на органическое топливо. При этом нет необходимости производить сортировку, требуется лишь измельчение отходов до достаточно крупных кусков, чтобы обеспечить их эффективное смешивание с добавками углеродного топлива, чаще всего, каменным углем, и необходимый для горения доступ кислорода. Опасность загрязнения окружающей среды супертоксикантами при сжигании полимерных отходов в значительной степени преувеличена и больше относится к старым мусоросжигательным установкам. При температурах 1200 - 1400° C, характерных для современных установок, эти вещества необратимо распадаются, а неразложившаяся часть поглощается в адсорбирующих фильтрах. Выбросы диоксинов достигают всего 0,6 мкг на тонну. При сжигании тонны каменного угля выделяется 1 - 10 мкг диоксина, тонны бензина - от 10 до 2000 мкг

. Захоронение на полигонах общего назначения (закапывание). [2]