Степень самосознания общества можно косвенно определить по способу его обращения с отходами. Развитие цивилизации прослеживается не только в уровне технологии, облегчающей жизнь, но и в тех последствиях, которые она оказывает на окружающий мир. В эпоху повсеместного использования полимерных материалов умение правильно утилизировать и перерабатывать пластиковые отходы является важным показателем общего состояния культуры человечества.
Главные причины, по которым переработка пластика для его повторного использования набирает все большую популярность, следующие:
- длительное время распада синтетических полимеров в условиях природы (от 100 до 500 лет);
- сложный, неоднородный состав полимерных отходов и малоизученность их воздействия на окружающую среду при длительном пребывании в условиях природы.
Традиционной технологией утилизации пластмасс является их накопление на полигонах отходов. Но, учитывая длительность периода распада материала и ограниченную вместимость полигонов, актуальным вопросом на сегодняшний день является внедрение и распространение технологии переработки пластика для его вторичного использования.
Стимулом для этого является относительно высокая сырьевая ценность отработанных пластмасс, позволяющая превратить процесс переработки отходов в прибыльный вид бизнеса. В целях повышения рентабельности производственного процесса технология переработки полимерных отходов постоянно совершенствуется, становясь все более безопасной и экологичной.
Современные методы переработки отходов пластика
Цели, которые преследуются развитием технологии вторичной переработки отходов полимерных материалов, следующие:
- максимальное сокращение вывоза пластика на полигоны;
- снижение засорения пластиком окружающей среды;
- удешевление различных производственных процессов за счет использования пластика вторичной переработки;
- поиск новых сфер использования вторичного пластика (например – в качестве топлива, строительных материалов).
Сегодня в мировой практике вторичная переработка пластиков осуществляется различными способами. Наиболее распространенными являются 5 методов обращения с полимерными отходами.
Механический способ (рециклинг)
Суть метода состоит в механическом дроблении пластиковых отходов с целью их дальнейшего повторного термического формования. Это самый простой и наиболее часто используемый метод утилизации отходов за рубежом. Технологический процесс состоит из нескольких стадий.
Пластиковые отходы подвергаются сортировке по виду, состоянию, загрязненности. Отсортированный материал проходит предварительное дробление, после чего заново сортируется, промывается и высушивается. Подготовленное сырье обрабатывается в термических установках до момента образования расплава однородной консистенции.
Расплавленный материал подается в экструдер для формования вторичной продукции либо промежуточных гранул, которые затем используются как сырье для нового производства. Механический рециклинг широко применяется для производства полимерных волокон, пластиковой тары и упаковочной продукции.
Основное оборудование для переработки пластиков механическим способом включает в себя дробилки, пеллетайзеры (грануляционные установки) и устройства для агломерации вторичных пластмасс. Кроме этого в состав линии рециклинга могут входить системы замачивания и очистки (центрифуги, ванны), системы автоматизации (подача сырья шнеками, дозаторы), бункера, подъемно-транспортное оборудование.
Главной сложностью этого метода является необходимость в предварительной сортировке, разделении и чистке пластиковых отходов. В некоторых случаях тщательную очистку выполнить не представляется возможным (например, при длительном накоплении отработанных пластмасс на свалках).
Метод гидролиза
Метод заключается в расщеплении отходов полимерных материалов водно-кислотными растворами под воздействием высокой температуры. Технология не нова и имеет множество разновидностей, разработанных еще во времена Советского Союза.
Основной процесс гидролиза производится в специальном вакуумном реакторе, куда подается измельченное сырье, очищенное от примесей. Как правило, дробление пластиковых отходов производится в несколько стадий, в результате чего образуются частицы размером в несколько десятков микрон.
Метод гидролиза считается достаточно энергоемким вследствие значительного потребления воды и большой продолжительности производственного процесса. Однако, в случае организации масштабной переработки отходов все затраты на энергоресурсы окупаются. Достоинством метода также являются невысокие требования к очистке и сортировке отходов пластика.
Метод гликолиза
Гликолиз является разновидностью метода гидролиза, а главными его особенностями является применение гликоля в процессе деполимеризации и наличие повышенных рабочих температур (до 300 градусов). Для сокращения времени химических реакций применяются различные катализаторы, которые также оказывают влияние на характеристики получаемого продукта.
К достоинствам метода относятся низкие требования к предварительной обработке отходов (очистка, сортировка пластмасс) и практически полная безотходность производства. Однако технологические особенности данного метода не позволяют использовать его для дальнейшего производства пищевого пластика.
Метанолиз
Способ подразумевает расщепление отходов пластика метанолом. Процесс протекает в реакторе под давлением в условиях высоких температур. Метод метанолиза относится к процессам повышенной взрывной и химической опасности, вследствие чего применяется в основном в узкоспециализированных циклах производства полиэфиров. Метанолиз требует тщательной подготовки сырья, а также является затратным с точки зрения потребления энергоресурсов.
Пиролиз
Пиролизом называется метод термической деструкции пластиковых отходов при отсутствии доступа воздуха. В результате данного процесса сырьевой материал деполимеризуется (разлагается на мономеры). Для обеспечения протекания реакции не требуется предварительная очистка и сортировка отходов.
Основное оборудование для переработки пластиковых отходов методом пиролиза – это установка термической деструкции или реактор, а сам технологический процесс переработки состоит из следующих стадий:
- подготовка и загрузка сырья в установку реактора;
- плавный нагрев до рабочей температуры (500 градусов) и повышение давления в реакторе;
- непосредственно пиролиз или разложение сырья на мономеры;
- выделяемый в результате реакции газ используется в качестве дополнительного топлива и поступает в горелку пиролизной установки;
- контроль рабочих температур осуществляется системами радиаторов в автоматическом режиме.
Технология пиролиза, являясь одним из самых перспективных методов обращения с отходами пластика, постоянно совершенствуется и находит эффективное внедрение в отечественной и зарубежной практике. Термическая деструкция соответствует всем современным санитарно-гигиеническим и экологическим нормам.
Помимо расщепления пластика пиролизные установки могут перерабатывать и другие органические отходы. Одним из продуктов пиролиза является топливный газ, реализация которого может являться источником дополнительного дохода.
