Управление отходами пластмасс Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

-□ □-

Розглянуто морфологiчний склад твер-дих побутових вiдходiв, областi застосу-вання полiмерних вiдходiв, запропоноваш схеми утворення, накопичення, збору та технологiчнi схеми процеыв переробки та утилiзацii полiмерних вiдходiв

Ключовi слова: твердi побутовi видходи,

морфологiчний склад, полiмери, утилiзацiя □-□

Рассмотрены морфологический состав твердых бытовых отходов, области применения полимерных отходов, предложены схемы образования, накопления, сбора и технологические схемы процессов переработки и утилизации полимерных отходов

Ключевые слова: твердые бытовые отходы, морфологический состав, полимеры,

утилизация

□-□

Examined the morphological composition of solid waste, the application of polymer waste, the scheme proposed formation, accumulation, collection and process scheme processing and recycling of plastic waste

Key words: municipal solid waste, morphological structure, polymers, recycling -□ □-

Некоторые компоненты твердых бытовых отходов (металлолом, бумага, пластики) имеют хорошо разработанную схему утилизации, однако реализация такой схемы зависит от особенностей национального законодательства и менталитета населения. Например, пластические материалы, при условии их разделения в соответствии с нанесенной маркировкой, могут быть использованы повторно. В табл. 1. приведены данные о сферах применения первичного и вторичного полимерного сырья, характерные для развитых стран Европы и США, показана международная маркировка для соответствующих отходов.

Однако, если национальным законодательством не предусмотрено нанесение маркировки, или это требование не соблюдается, то ра зделить (и использовать) отходы пластмасс практически невозможно.

В западных странах кампания за сокращение объема отходов ведется давно и в основном направлена против излишней упаковки, так как значительная часть ТБО состоит из упаковочных материалов:

- около 30% отходов по массе и 50% по объему составляют различные упаковочные материалы;

- 13% массы и 30% объема упаковочных материалов составляет пластик; в настоящий момент абсолютное количество пластиковых отходов в развитых странах удваивается каждые десять лет.

УДК 501.75

УПРАВЛЕНИЕ ОТХОДАМИ ПЛАСТМАСС

А.М. Касимов

Доктор технических наук, профессор, академик ЕАЕН, академик УЭАН, заведующий лабораторией Лаборатория систем и методов управления промышленными отходами и выбросами в атмосферу Украинский научно-исследовательский институт экологических проблем ул. Бакулина, 6, г. Харьков, Украина, 61166 Контактный тел.: (057) 702-07-37 E-mail: [email protected]

А.Н. Горбач*

М.А. Барбашев*

А.И. Клочанов*

*Кафедра компьютерного мониторинга и логистики Национальный технический университет «Харьковский

политехнический институт» ул. Фрунзе, 21, г. Харьков, 61002

То, как упаковываются товары, в значительной степени зависит от предпочтений потребителей, которые, в свою очередь, формируются средствами массовой информации, рекламой и т.п. Следующие рекомендации потребителям могут стать содержанием образовательных и просветительских программ общественных организаций и городских властей:

- избегать ненужной упаковки. Многие предметы в магазинах упаковываются только для того, чтобы привлечь внимание покупателя, например, т.н. «blister packaging» - мелкие предметы, помещенные на ярко раскрашенную картонную подложку и закрытые прозрачным пластиком;

- отдавать предпочтение продуктам многоразового использования.

На рис. 1 приведены данные о степени переработки ТБО в ряде стран, в т.ч. на Украине, где количество ТБО незначительно отстает от среднеевропейского и составляет 38-40 млн м3/год. По составу украинские ТБО отвечают категории переходных стран.

Определить структуру отечественного бытового мусора нелегко - в разных источниках фигурируют данные, часто очень различающиеся между собой (табл.2.) [1-3].

Таблица 1

Сферы применения первичных и вторичных полимеров в развитых странах

Коды идентификации полимерных материалов

Наименование

Полиэтилентерефталат (ПЭТ или ПЭТФ, англ. РЕТЕ)

Полиэтилен высокой плотности (ПЭНД, англ.: НDPE)

Непластифицированный поливинилхлорид (ПВХ, англ. UPVC)

Пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ, англ. PPVC)

Полиэтилен низкой плотности (ПЭВД, англ. LDPE)

Полипропилен (ПП, англ. РР)

Полистирол (полистирен, ПС, англ.: PS)

Вспененный полистирол (полистирен, ППС, англ. РEPS)

Другие

Описание

Жесткий пластик, используется как кожзаменитель

Наиболее распространенный пластик, белый или цветной

Твердый жесткий пластик

Гибкий эластичный пластик

Мягкий гибкий пластик

Твердый гибкий пластик многоцелевого назначения

Жесткий хрупкий пластик

Строительная теплопоглощающая пена

Сфера применения первичного полимера

Мягкие бутылки для столовой и минеральной воды, коврики в ванных

Пакеты, молочные бутылки, флаконы для моющих веществ, фурнитура

Пакеты для соков, мороженого и др.

Садовые шланги, обувные подошвы, пакеты для мусора

Крышки ящиков, мешки ведра для мусора, черная пластиковая пленка.

Коробки для упаковки пищевых продуктов

Пакеты для пищевых продуктов, имитация стеклопосуды

Чашки для горячих напитков, одноразовая посуда

Сфера применения вторичного полимера

Мягкие упаковки для напитков, бутыли для детергентов, пленка для упаковки, и др.

Мусорные ведра, ящики для компоста, шланги, трубы, паллеты, контейнеры

Бутылки для детергентов, канализационные трубы, фитинги

Шланги и трубы

Пленки и мешки для стройиндустрии

Мусорные ведра, ящики для компоста и др.

Вешалки для одежды, коробки для видеокассет и компакт-дисков

Утеплитель в строительстве, защита гальванических ванн от уноса токсичных паров

Включая все другие пластики, в т.ч. акрил и нейлон

Рис. 1. Степень переработки ТБО в различных странах

Из-за неудовлетворительного финансирования со стороны коммунальных органов и неоплаты населением коммунальных услуг система санитарной очистки в значительной степени разрушается. Сегодня муниципальным обслуживанием охвачено лишь около 52% населения страны. Объемы заготовок вторичного сырья в стране постоянно сокращаются. Подсчитано, что с отходами экономика ежегодно теряет 660 тыс. т полимеров, 3,3 млн т макулатуры, 550 тыс. т металлов, 770 тыс. т стекла, 550 тыс. т текстиля [3].

Морфологический

Таблица 2

состав ТБО (в среднем по Украине) [3].

№ п/п % Фракция

1 39,9% Пищевые отходы

2 5,9% Бумага

3 2,5% Металл

4 7,9% Полимерная упаковка

5 0,4% Многослойная упаковка

6 1,1% Дерево

7 2,9% Текстиль

8 7,4% Стекло

9 1,4% Кожа, резина

10 1,1% Камни

11 0,1% Кости

12 25,3% Отсев

13 0,6% Опасные отходы

14 3,9% Строительный мусор

100%

Большую часть этих материалов Украина импортирует, и это при том, что имеющиеся технологии делают возможной переработку практически всех составных

компонентов ТБО. Предприятий по переработке вторичного сырья на Украине немного. Объектов западного образца с комплексной переработкой сразу нескольких видов ТБО и получением разнообразной продукции (например, на входе - несортированные ТБО, на выходе - металлолом, полимерные гранулы, макулатура, измельченное стекло и компост) практически нет.

Однако, в соответствии с многочисленными сообщениями, отечественные предприниматели и производители оборудования достаточно успешно решают вопросы утилизации вторсырья на локальном уровне, причем их технологии в несколько раз дешевле зарубежных. В табл. 3. приведены данные о сферах применения украинского вторичного полимерного сырья (ВПС).

Таблица 3

Области применения вторичных полимерных материалов

Вторичный полимерный материал Область применения

ПЭНП Производство пленки, листов, труб, выдувных изделий, литьевых изделий

ПЭВН Производство литьевых профильных изделий, труб, выдувных изделий,

ПП Производство литьевых изделий, пленок

ПС, УПС Производство листов, пленки, литьевых изделий

ПА Производство литьевых изделий

ПВХ Производство пленки, листов, профильных изделий, труб

АВС Производство литьевых изделий, листов

ПК, ПБТ Производство литьевых изделий

ПЭТФ Производство волокон, нитей, жилки, литьевых изделий

этой стадии переработки являются товарные продукты и полупродукты: гранулят, смеси, композиты термопластов, в т.ч. наполненных, реализуемых для дальнейшей переработки в изделия. [1-3].

Конструктивные особенности линии позволяют вести переработку ВПС независимо от состава, агрегатного состояния, степени загрязненности. Технология и оборудование исключают традиционные трудоемкие, энергоемкие, малопроизводительные процессы агломерации термопластов. Производительность линии по ВПС - до 150 кг/ч, по таре, упаковке - до 250 кг/ч.

Энергопотребление - 0,9 и 0,6-0,7 кВт/кг ВПС, соответственно. Водопотребление - в замкнутом цикле, пневмотранспорт снабжен рукавными фильтрами, что исключает сбросы в водоемы и выбросы в атмосферу.

Другой составной частью данного производства является переработка полученного гранулированного, дробленного ВПС, его смесей, композитов в целевую ликвидную продукцию. Практика показывает, что наиболее экономичным и технически возможным является производство экструзионно-погонажных изделий, исключающее необходимость тщательной отмывки от грязи, инородных включений и допускающее переработку совместно смеси вторичных термопластов, их композитов.

Это особенно важно, т.к. основная сырьевая база ВПС находится на свалках, рынках, овоще-, кормо-производствах, у населения, в торговле, учреждениях здравоохранения, образования и др., где тщательная сортировка и очистка ВПС затруднительна. С учетом этого, а также конъюнктуры рынка предусматривается следующая номенклатура изделий:

- трубы диаметром 20-600 мм и более для транспортировки жидких и сыпучих материалов;

- пленка шириной 400-1500 мм - для укрытия кормов, почвы, для мусорных мешков, упаковки изделий бытовой химии, удобрений;

В г. Харькове силами ГКП «Харьков-коммуночиствод» при участии предприятия «Харь-ковкоммунпромсервис», ПКИ «ЮжтрансНИИпроект» и инженерного предприятия «Экотехника» разработан проект «Опытно-экспериментальное производство переработки ВПС производительностью 1500 т/год» (рис. 2 - 3). Отходы поступают от промышленных, сельскохозяйственных источников, в результате организованного сбора. Совместно или раздельно по видам ВПС разделяются в измельчителях до необходимой фракции и в зависимости от назначения проходят отмывку, флотационное разделение, сушку, грануляцию, составление смесей термопластов, композитов. Конечными на

Отходы

Рис. 2. Схема утилизации отходов упаковочной пленки. 1 — узел сортировки отходов; 2 — дробилка; 3 — моечная машина; 4 — центрифуга; 5 — сушилка; 6 — питатель; 7 — экструзионный пресс; 8 — гранулятор; 9 — смеситель; 10 — пленочный агрегат

Рис. 3. Принципиальная схема переработки ТБО с утилизацией ценных компонентов и

рекуперацией энергии

- погонажные изделия строительного назначения из смеси дробленых наполненных термопластов, в т. ч. ПЭТФ: вагонка, доска половая, бруски, подоконники, шифер, черепица блоки, штакетник и др. конструкционные материалы, устойчивые к гниению, истиранию и т.д.

Таблица 4

Продолжительность разложения разных видов ТБО на полигоне [3]

На украинский рынок поступает около 866 млн/год упаковок фирмы «Тетра Пак». Спрос на нее растет. Необходимо озаботиться тем, как экономически и экологически рационально перерабатывать отходы упаковки в крупных масштабах. В Киеве действует вполне эффективный му-соросортировочный комплекс «ГринКо-Центр», где из общего потока ТБО выделяются асептическую упаковку. Ее сортируют и перерабатывают в туалетную бумагу, вторичную упаковку, песчано-полимерную плитку.

ВПС позволяют не только существенно экономить материальные и энергетические ресурсы. Их использование сокращает степень загрязнения окружающей природной среды. Ориентировочная оценка длительности разложения разных видов ТБО приведена в табл. 4. Геотекстильный материал из полимерных отходов может использоваться как слой защитных геомембран в качестве замка для жидкости при строительстве накопителей фильтрата полигонов ТБО. Примеры применения геосинтетических материалов приведены на рис. 4.

Компоненты ТБО Сроки разложения (найдено на полигоне)

До 10 сут. До 1 мес. До 1 сезона До 10 года До 100 лет Более 100 лет

Пищевые отходы Мн. Мл.

Газетная бумага Мн. Мл. Ед.

ПЭТ- бутылки Мн.

Фольга алюминиевая Мн. Мл

Алюминиевые банки Мн.

Примечание: Частота встречаемости разных видов отходов отмечена в таблице: Ед. - единично, Мл. - мало, Мн. - много

Ш г I И 11 ■

—.......

Ежегодно Украина ввозит огромное количество импортной упаковки, которая практически никем не учитывается, к ней добавляется продукция отечественного производства. После использования все это превращается в ТБО и отправляется на полигоны.

Рис. 4. Примеры применения синтетических полимерных покрытий («геосинтетики») при сооружении полигонов ТБО

Литература

1. Коринько И.В., Горох Н.П., Пилиграмм С.С. Система мониторинга источников использованной тары и упаковки как вторич-

ного сырья Харьковского региоиа//Еколопя та виробництво. Вересень 2002 р. - С.57-61.

2. Бабаев В.Н., Горох Н.П., Коваленко Ю.Л., Шутенко Л.Н. и др. Полимерные отходы в коммунальном хозяйстве города. - Харь-

ков: ХНАГХ. -2004, - 375 с.

3. Касимов А.М., Семенов В.Т., Александров А.Н., Коваленко А.М. Твердые бытовые отходы. Технологии и оборудование. Про-

блемы и решения. -Х.: ХНАГХ, 2007, -338 с.

Проведено aHaMi3 icнуючих Memodie контролю концентраци поверхнево-активних речовин у водних розчинах. Рoзглянуmi осо-бливocmi контролю концентраци поверхне-во-активнихречовин за динамiчним поверх-невим натягом

Кoлючoвi слова: поверхневий натяг, кон-

центращя, адсорбщя

□-□

Проведено анализ существующих методов контроля концентрации поверхностно-активных веществ в водных растворах. Рассмотрены особенности контроля концентрации поверхностно-активных веществ по динамическому поверхностному натяжению

Ключевые слова: поверхностное натяжение, концентрация, адсорбция

□-□

The analysis existent methods control of concentration of superficially active substances substances is conducted in aquatic solutions. The features control of concentration superficially active substances are considered on a runtime surface-tension

Key words: surface-tension, concentration, adsorption

УДК 691.3.07

КОНТРОЛЬ КОНЦЕНРАЦП ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН У ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ РОЗЧИНАХIВОДНИХ

СТОКАХ

А.О. Мал ько

Астрант

Кафедра «Методи та прилади контролю якост i сертиф^ацп продукцп» 1вано-Франмвський нацюнальний техшчний уыверситет

нафти i газу

вул. Карпатська, 15, м. 1вано-Франмвськ, УкраТна, 76019 Контактний тел.: (034) 252-07-72 E-mail: [email protected]

1. Вступ

Поверхнево-активш речовини (ПАР) - х1м1чш ре-човини, як знижують поверхневий натяг рщини, по-легшуючи розтжання 1 знижують м1жфазний натяг на меж1 двох рщин. Молекули ПАР концентруються тд д1ею молекулярних сил (адсорбуються) на поверхш розд1лу фаз за рахунок зниження поверхнево! енерги. Масове виробництво ПАР почалося ще на початку двадцятого столггтя 1 на сьогодшшнш день 1снуе ве-личезна к1льк1сть !х р1зновидностей, у початку двад-цять першого столитя загальний об'ем виробництва даних речовин склав б1лля 20 млн. тон 1 за прогнозами к1льк1сть !х виробництва щор1чно зб1льшуеться при-близно на 6%.

Контроль концентраци поверхнево-активних речовин необхвдний у багатьох галузях людсько! жит-тед1яльност1 де знайшли свое використання ПАР. В медицин вим1рювання поверхневого натягу (ПН) б1-олопчних рвдин (кров1, л1мфи, лжвору, жовч1, плазми, сироватки, сеч1, навколоплщно! рвдини) е новим методом лабораторно! д1агностики захворювань людини. Також важливе значення вдаграе ПН у галуз1 виробництва цукру, де ПАР використовуються в проце-сах миття цукрово! сировини, при штенсифжацп цу-крування, для припинення стнювання, тдвищення швидкост1 кристал1заци цукру. Тут зб1льшення концентраци ПАР здеб1льшого знижуе яюсть розчишв та призводить до !х економ1чно невиправдано! витрати, що тдвищуе соб1варт1сть того чи шшого процесу, тому