Какие есть способы утилизации пластика

Вторичная переработка пластика: способы, технология, выгода

Человечество живет в эпоху потребления – выпуск широкого спектра товаров только увеличивается.

Это касается изделий из пластика. Дешевизна материала, технические параметры пластика обрекли его на популярность – полимеры во многих сферах вытеснили более дорогое сырье — натуральное дерево, металл.

Одновременно с повсеместным распространением пластиковых изделий возник вопрос утилизации пластмассы, потерявшей практический интерес. Проблема заключается в том, что период естественного разложения пластика – от 100 до 400 лет. Как следствие, традиционное захоронение на полигонах не решает проблему.

Термическое уничтожение пластмасс также не выход, так как при сгорании синтетического материала выделяются вредные вещества, которые не выводятся из организма человека. Выход один – рециклинг, т.е. вторичная переработка пластика.

Переработка полимеров не только улучшает экологию в целом, но и является весьма прибыльным бизнесом.

Конкуренция небольшая – если за границей функционирует множество перерабатывающих комплексов, то на территории РФ работает не так уж много заводов. Сырье буквально валяется на улицах любого населенного пункта.

Особых навыков в обращении с оборудованием не нужно. Переработанный пластик – «ходовой» товар, который реализуется без задержек. О том, как его перерабатывают, пойдет речь в данной статье.

Способы рециклинга пластиковых отходов

Существует несколько методов переработки полимеров и изделий, вышедших из употребления. В таблице представлены физико-химические способы:

Название метода	Краткое описание
Гидролиз	Этот метод утилизации пластиковых отходов заключается в расщеплении полимеров кислотами с одновременным воздействием на перерабатываемое сырье высоких температур. Наиболее распространенный способ рециклинга пластика за рубежом. Существуют разные способы гидролиза – наиболее эффективные, дорогостоящие, с применением катализаторов.
Гликолиз	Переработка подразумевает применение гликолей – специальных спиртов. В состав этих спиртов входят гидроксильные группы. Для осуществления необходимой реакции нужно соблюсти два условия: поддерживать высокий температурный режим и грамотно подобрать катализатор.
Метанолиз	Этот способ утилизации отходов заключается в глубокой полимеризации и расщеплении пластмасс с использованием этанола. Без наличия специальных реакторов, которые поддерживают 15-градусную температуру и давление 1,5 МПа, осуществить рециклинг пластика этим способом не получится.
Пиролиз	Проще говоря – термическая деструкция. То есть, разложение сырья с помощью термической обработки без поступления кислорода. На выходе – первоначальный мономер. Технология этого способа переработки полимеров позволяет не сортировать сырье перед рециклингом.

Механический метод

Несмотря на то, что все перечисленные в таблице физико-химические варианты рециклинга при условии грамотно отлаженного процесса минимизируют вредные выбросы и количество отходов, на территории РФ они не прижились.

Причины – дорогостоящая и сложная технология переработки, требующая присутствия высококвалифицированных специалистов.

В России применяется механический рециклинг – метод, в основе которого лежит физическое измельчение перерабатываемого сырья.

Стоит отметить, что при этом процессе пластик не теряет своих свойств.

Особенность метода в том, что нет необходимости приобретать дорогостоящее оборудование и нанимать специалистов для него.

Для современных линий, задействованных в механической переработке, подходит следующее утилизированное сырье:

• пластиковые бутылки;
• заводские упаковки;
• полиэтиленовые пакеты;
• любые другие изделия из пластмассы.

На выходе получается несколько видов продукции :

Наиболее перспективные относительно последующей реализации – гранулы и флекс. Помимо высокого спроса на это вторичное сырье, технология производства гранул и флекса наименее сложная. Для флекса это обычное дробление, для гранул — экструзия.

Флекс представляет собой полимерные хлопья, которые в последствие применяются для изготовления химволокна, пластиковой тары, других изделий.

Гранулы широко используются в промышленных масштабах, поэтому вторичное сырье этого вида пользуется наивысшим спросом.

Стоимость гранул также вне конкуренции.

А вот рециклинг полимеров с целью получения топлива — пиролиз — в РФ пока не пользуется популярностью. Хотя этот процесс – не фантастика, а вполне реальное дело.

К примеру, в США уже функционирует несколько заводов по «добыче» топлива из утилизированного пластика. Из 1 т сырья получают от 3 до 5 баррелей синтетической нефти легких или средних фракций.

Этапы переработки

Перед тем, как загрузить сырье в линию, его необходимо отсортировать. После сортировки реализуются следующие этапы рециклинга пластмасс:

1. Дробление утилизированного сырья.
2. Агломерация — другими словами, спекание полимеров в комки небольших размеров.
3. Гранулирование массы — производство гранул разной фракции в специальном оборудовании.

Собственно, каждый из этапов – законченное действие. Проще говоря, очищенный дробленый полимер (флекс) или агломерат может реализовываться в качестве итогового продукта.

Несложно, зная этапы рециклинга, понять, какое оборудование необходимо для осуществления полного процесса механической переработки:

Пластик как вторсырье может перерабатываться не более 4-5 раз из-за термического воздействия, которое ухудшает свойства полимеров.

После рециклинга материал используется в производстве волокон для ковров, синтетической одежды и нитей (около 30% всего переработанного вторсырья).

Львиная доля переработанного пластика (примерно 70%) используется в производстве волокон полиэстера, который впоследствии применяется для утепления спортивной одежды, спальных мешков, как наполнитель мягких игрушек.

В общем, проще ответить, где вторсырье не применяется. После последнего цикла, как правило, пластик находит применение в строительстве дорог.

Альтернативный путь избавления от пластика

Наиболее привлекательный метод борьбы с утилизированным пластиком – прекратить выпуск продукции из этого стойкого к окружающим условиям материала.

Подавляющее большинство ученых убеждены, что пластик, разработанный на основе растительного сырья — то есть, биоразлагаемый, — потеряв практический интерес, будет распадаться на безопасные с точки зрения экологии вещества (диоксид углерода, биомасса, вода и т.п.).

При этом основополагающее сырье для производства экологически чистого пластика может практически бесконечно возобновляться.

Однако разложение таких полимеров не произойдет без наличия следующих факторов:

• микроорганизмов;
• специального химсостава;
• определенных климатических условий.

Эти три факта делают реализацию инновации пока невозможной – искусственно создать такие условия достаточно сложно, не говоря о естественной среде.

Впрочем, существует целлофан — давно изобретенная альтернатива полиэтилену. Так что, возможно, ученые зря тратят время на поиск новой рецептуры экологичного пластика, а стоило бы обратить внимание на уже сделанные открытия?

Полезное видео

В данном видео автор рассказывает о том, как наладить бизнес по переработке пластика в домашних условиях:

Заключение

На территории РФ заниматься рециклингом пластика – прибыльное и перспективное дело. Понимая, насколько переработка пластиковых отходов важна, правительство выделяет, пускай скромную, но все-таки субсидию, которая поможет начать бизнес.

Кроме этого, каких-то нереальных капиталовложений не требуется – для «домашней» переработки нужна всего одна дробилка, которую можно изготовить своими руками. Зато реализация одной тонны флекса принесет предпринимателю порядка 10 – 15 тысяч рублей.

Если говорить о гранулах, то сумма увеличивается вдвое – за 1 т можно выручить 30 тысяч рублей. При налаженных поставках сырья можно работать сутки напролет, очищая планету и неплохо зарабатывая.

Прочитав статью, вы узнали, как происходит процесс переработки пластиковых отходов, сколько раз их можно перерабатывать и что нужно для утилизации полимеров в домашних условиях.

Источник

10 способов решения проблемы пластикового загрязнения

Микропластик стал одной из главных проблем последнего времени. Современные стратегии очистки среды пытаются смягчить негативные последствия этого процесса, но не в состоянии противостоять растущему количеству пластика. Группа ученых из Португалии, Франции и Канады предложила 10 способов решения проблемы пластикового загрязнения и микропластика. Наш корреспондент перевела статью об этом с английского языка.

Регулирование производства

На уровне производства использование пластмасс можно сократить следующими способами:

применять альтернативные, переработанные или биоразлагаемые материалы;

совершенствовать конструкции изделий с целью уменьшения количества пластика, увеличения срока службы продукта, его ремонта и повторного использования;

повышать перерабатываемость материалов ограничением количества полимеров, добавок и смесей;

запрещать определенные виды одноразового пластика,

оценивать жизненный цикл продукта и упаковки – это помогает выявить способы улучшения экологических параметров продукции на разных этапах ее использования.

Экодизайн

Создание экологического дизайна включает следующее:

упаковка товаров с возможностью ее повторного использования и переработки;

применение менее энергоемких материалов;

разработка эффективных конфигурации для удобной доставки, то есть нужно придумать такую форму продукта, которая позволит за одну транспортировку перевезти как можно больше единиц товара.

Но реализация экодизайна может потребовать больше энергии или снизить срок службы продукта. Такие факторы тоже нужно учитывать и находить компромисс.

Сокращение потребления пластика

Снижать потребления пластмасс выгодно, но иногда труднодоступно из-за небезопасности хранения пищевых продуктов и отсутствия удобства. Тем не менее, возможно избегать ненужной упаковки (например, двойной) или выбирать экологичные альтернативы.

Растущий спрос на товары, не содержащие пластмассы, в свою очередь вынудит компании изменить дизайн своей продукции.

Повышение осведомленности населения

Повышение осведомленности потребителей о влиянии их выбора на окружающую среду является долгосрочной стратегией. Ее можно обеспечить посредством формального образования: в школах, вузах, или неформального – новости, ролики. Интерес к экологическим проблемам растет и поддерживается бесплатными онлайн-курсами, лекциями и мероприятиями, тематическими мобильными приложениями.

В поисковых системах и социальных сетях растет статистика запросов по ключевому слову «микропластик». В медиа увеличилось количество материалов на эту тему. Тем не менее, снижение потребления пластика зависит в первую очередь от наличия альтернатив без него.

Расширенная ответственность производителя за отходы

Компании должны стремиться к сокращению отходов и нести ответственность за мусор, произведенный их продуктами, в рамках расширенной ответственности производителя. Заключается она в соблюдении нормативов утилизации, подписании договоров с переработчиками и уплате экологического сбора.

Рекомендуется стимулировать ответственность производителя субсидиями переработчикам и компаниям, которые используют вторичное сырье, и присуждением премий.

Совершенствование системы сбора и утилизации отходов

Управление отходами основано на концепции 4R: отказ, сокращение, повторное использование, переработка. Несмотря на то, что приоритетом является сокращение и повторное использование, с упаковкой это трудноосуществимо. Она требует восстановления, сортировки и повторного заполнения. Это недопустимо для продуктовой промышленности, но такой материал можно применять для упаковки непродовольственных товаров.

Таким образом, отходы следует перерабатывать и использовать повторно в качестве сырья или для производства энергии. Только конечные отходы, такие как зола, нужно вывозить на свалку. Для контроля за этими процессами необходимо разработать интегрированную систему управления отходами.

Внедрение таких систем стоит дорого. Развивающиеся страны не могут сразу перейти на такие сложные технологии. Международное сотрудничество должно помочь бедным странам знаниями и субсидиями.

Переработка отходов

Переработка пластмасс представляет собой сложный процесс, включающий следующие этапы:

сбор отходов потребителями;

отделение вторсырья и удаление загрязняющих веществ;

сортировка по полимеру и цвету;

получение гранул из каждого полимера и цвета;

продажа гранул компаниям-производителям.

Переработка незагрязненных материалов дает высококачественную пластмассу. При этом при переработке загрязненных отходов получается пластик низкого качества, его можно использовать в строительных материалах, текстиле. В идеале переработанные пластмассы должны использоваться долгое время. Они могут быть включены в асфальт, бетон для улучшения их свойств.

По мнению ученых, переработка пластмасс обычно экономически нецелесообразна, но может привести к отдаче в предприятиях замкнутого цикла. Производителям необходимы поставки сырья стандартного качества, которое иногда трудно достичь при переработке. Эту проблему можно решить, увеличив скорость рециркуляции и качество получаемых материалов.

Переработка электронных отходов

Электронные отходы содержат смесь материалов. Переработка e-мусора начинается с разборки устройств и отделения металлов от пластика, затем компоненты сортируют. Рециркуляция пластмасс усложняется загрязняющими веществами: краска, бромированные элементы.

Замена пластика биоразлагаемыми материалами, изменение дизайна электроники для уменьшения количества полимеров снизят воздействие электронных отходов на окружающую среду.

Сейчас немногие пластмассы из электронных отходов пригодны для вторичной переработки, но большинство из них можно использовать для получения энергии.

Получение энергии из отходов

Отходы можно преобразовать в пар, тепло, электричество и топливо.

Это выгодно по следующим причинам:

высокая экономия энергии в сравнении с переработкой пластика;

не требует предварительной обработки отходов;

можно использовать смешанные или загрязненные отходы;

этим можно заменить ископаемое топливо.

Но есть и недостатки: нужны долгосрочные инвестиции, в атмосферу выбрасываются опасные вещества, но этого можно избежать, используя вторую камеру сгорания.

Сжигание требует дорогостоящего и усовершенствованного контроля загрязнения воздуха из-за неоднородности отходов, выброса токсичных веществ (мономеров или добавок из пластмасс) и большого количества CO2. Эти проблемы оправдают себя, если топливо из отходов полностью заменит ископаемое топливо.

Биоразлагаемый пластик

Биополимеры или биопласты представляют собой полимеры, полученные из возобновляемого сырья. Они разлагаются на воду, диоксид углерода и органические вещества под действием микроорганизмов.

Биоразлагаемые полимеры актуальны для товаров с коротким сроком службы: одноразовые приборы, пленка, упаковка. Но остается много неопределенностей: сложность в обращении с отходами, необходимость специальных установок для сбора и компостирования, низкие объемы производства и высокие затраты на него и др.

Эти недостатки, вероятно, уменьшатся, когда будут найдены устойчивые решения. А пока неразлагаемые пластмассы могут быть частью круговой экономики при условии правильной переработки/утилизации и сокращении выбросов парниковых газов.

Выводы и рекомендации

Краткосрочные меры:

Регулирование производства пластика запретами или налогами на пластмассовые изделия, которые вредны для окружающей среды.

Сокращение потребления пластмасс за счет удаления ненужной упаковки, маркировки, повышения осведомленности и предоставления экологически чистых альтернатив.

Увеличение спроса на переработанные пластмассы за счет льгот или налогов на первичный пластик.

Среднесрочные меры:

Внедрение систем сбора отходов, которые приведут к их сокращению.

Преобразование отходов в энергию.

Сокращение и переработка отходов, образующихся в процессе производства.

Долгосрочные меры:

Использование возобновляемой энергии при сборе и переработке отходов.

Внедрение оценки жизненного цикла каждого продукта для улучшения экодизайна.

Использование биоразлагаемого пластика в тех случаях, когда компостирование выгодно.

Улучшение вторичной переработки электронных отходов.

Поскольку пластиковый морской мусор не знает границ, требуется международное сотрудничество для улучшения систем управления отходами во всех странах или хотя бы прибрежных. По мере стабилизации концентрации пластика в океанах можно удалять его из окружающей среды, отправляя на утилизацию.

Перевод с английского: Елена Копченкова

Источник