Размещено на http://www.allbest.ru/

Текстильные отходы: переработка и нерешенные проблемы

Важнейшей задачей промышленной экологии является решение проблемы утилизации твердых отходов, особенно бытовых. Это позволит не только уменьшить нагрузку на биосферу, но и получить дополнительный источник продукции (при рециклизации и переработке отходов) или энергии.

Угроза загрязнения окружающей среды может быть снижена за счет максимального использования в производственном процессе отходов, чтобы они были способны снова включиться в циркуляцию вещества в природе. Эта общеэкологическая точка зрения, высказанная еще В. И. Вернадским, должна стать основным подходом при решении проблем использования любых отходов вместо их ликвидации (сжигание, захоронение). Естественно, такой подход должен быть положен и в основу решения проблемы переработки текстильных отходов.

В промышленно развитых странах твердые бытовые отходы (ТБО) образуются в значительных количествах, а ежегодный прирост ТБО составляет не менее 3%, а в некоторых странах -- до 10%. В ряде стран образование ТБО возросло до 0,6-0,75 т, а в урбанизованных районах -- до 1 т на человека в год. Для России этот показатель в среднем не превышает 0,25-0,3 т (1,35-1,5 м3) на человека в год, причем наблюдаемая тенденция роста образования отходов (2-6% ежегодно) в 3 раза превышает темпы роста населения. В городах и поселках России ежегодно образуется 130 млн. м3 (26 млн. т) ТБО. На территории Москвы ежегодно «оседает» около 6% всего объема образуемых ТБО.

По своему составу ТБО неоднородны и содержат макулатуру, черные и цветные металлы, пищевые отходы, пластмассу, стекло, текстиль.
После стадии обеспыливания проводят сортировку текстильных отходов, в основном бытового потребления -- для удаления нетекстильных элементов изделий (застежек, кнопок, молний и др. элементов фурнитуры). Обычно сортировку осуществляют вручную с применением малой механизации: сортировочных столов, оборудованных дисковыми и ленточными ножами. Обязательная при переработке текстильных отходов трудоемкая стадия ручной сортировки и ручного удаления текстильной фурнитуры из первоначальной массы отходов, по-видимому, является основной причиной отсутствия в мировой практике налаженной системы переработки текстильных бытовых отходов. Лишь в некоторых странах практикуется сбор у населения отходов по сортам (макулатура, тряпье, стеклотара и др.), чем предотвращается попадание в ТБО ценных текстильных компонентов, которые могут быть переработаны и использованы повторно.

Относительные успехи в сборе вторсырья порождают иллюзию, что этим методом вообще можно решить проблему ТБО. Вместе с тем, многочисленные эксперименты как у нас в стране, так и за рубежом, по селективному сбору компонентов ТБО у населения показали нерентабельность сортировки всех ТБО на месте их образования в бытовых условиях (слабая активность населения, большие трудозатраты, невозможность повсеместного внедрения) и невозможность решения этим методом проблемы ТБО, общее количество которых ежегодно возрастает по крайней мере на 3-4%. Из-за огромного количества ТБО проблема не может быть решена непромышленными методами. Тем не менее, сбор у населения отсортированного, незагрязненного вторичного сырья не противоречит промышленной переработке ТБО, а должен рассматриваться как составная часть в решении комплексной проблемы твердых бытовых отходов. В особенности это касается текстильного вторсырья, так как при анализе извлекаемых компонентов на 31 заводе по переработке ТБО, расположенных в основном в Европе, текстильная составляющая не значится, а извлекаемыми компонентами являются макулатура, лом черных металлов, стекло, полимеры. Только на заводе по переработке ТБО, расположенном в Донкастере (Великобритания) производительностью 320 т/сутки по ТБО в качестве одного из извлекаемых компонентов значится текстиль. Еще на одном заводе в ФРГ производительностью 50 т/час по ТБО осуществляется ручная сортировка текстиля. В остальных случаях текстильный компонент вместе с другими неизвлекаемыми компонентами попадает в топливные брикеты и направляется на сжигание.

Стирка загрязненного вторичного текстильного сырья используется для удаления грязи. Обычно для этой цели применяют стиральные машины периодического действия (СМО-100 и ПК-53А). Однако с помощью стирки обычно не удаляются полностью такие загрязнители, как масло, краска, органические вещества, нерастворимые в воде. Поэтому технологический процесс подготовки текстильных материалов к разволокнению должен обязательно включать химическую чистку.

Химическая чистка сильно загрязненных и засаленных текстильных материалов проводится органическими растворителями на машинах КХ-007 и КХ-012. Предварительно отходы обрабатывают в высококонцентрированном растворе щелочи, а затем после отжима -- органическим растворителем. Для удаления масла с текстильных отходов используют эмульсию перхлорэтилена (или трихлорэтилена) в воде, нагретую до 40-500С.

Очищенные текстильные отходы далее перерабатывают на специальных текстильных линиях (фирм «Трютцшлер», «Лярош» и др.) с применением в качестве основных операций резки, замасливания и разволокнения.

Резку проводят обычно с применением гильотинных или более современных ротационных резальных машин для получения волокон оптимальной длины.

Замасливание текстильных отходов проводится с целью облегчения важнейшей и заключительной операции -- разволокнения. В зависимости от состава и вида отходов применяют различные замасливатели, количество которых может достигать 10% от массы отходов. Текстильные отходы из синтетических материалов могут поступать на разволокнение без замасливания, но увлажненными. В качестве замасливателей используют поверхностно-активные вещества, например, оксиэтилированные синтетические кислоты (лауриновая, стеариновая, олеиновая), некоторые оксиэтилированные жирные спирты, сульфоэфиры высших жирных спиртов и ненасыщенных кислот. Применение минеральных масел для замасливания волокна нежелательно, так как они содержат неомыляемые компоненты, которые отрицательно влияют на процесс последующей отделки текстильных изделий.

Разволокнение замасленных отходов осуществляется на щипальных машинах, где и происходит превращение отходов во вторичное волокно, которое затем используется при выработке всевозможных текстильных материалов: тканей, трикотажа, ковровых покрытий, нетканых материалов и др. В последние годы созданы щипальные машины, позволяющие получить более высокую степень разволокнения отходов и уменьшить повреждение образующихся волокон. Перспективными технологиями разволокнения текстильных отходов являются процессы, основанные на использовании ультразвука, водяного пара и сжатого воздуха, которые существенно облегчают и ускоряют отделение волокон друг от друга. При этом разволокнение отходов происходит в щадящих условиях: не разрушается структура волокна и не снижается его прочность.

Вторичные или восстановленные волокна являются ценным сырьем для текстильной промышленности. Их используют как в «чистом» виде, т. е. без добавления первичного волокнистого сырья, так и в смеси с последним. Из восстановленного волокна получают аппаратную пряжу. Кроме того, минуя стадию прядения, из вторичных волокон изготавливают нетканые текстильные материалы различного назначения. Например, используемые в производстве линолеума, геотекстильных материалов, фильтров с большой плотностью, гидро- и электроизоляционных материалов, технических войлоков, тепло- и звукоизоляционных материалов, одеял, упаковочных материалов, подкладочных материалов для мебели и обуви, напольных покрытий с плотностью холста 200-400 г/м2. При смешении восстановленного волокна с исходным первичным волокном получают сырье для производства высококачественной пряжи, идущей на производство всех видов текстильных материалов. Из него изготавливают и высококачественные нетканые материалы. Содержание вторичного волокна в смеси может достигать 80-90% в зависимости от назначения пряжи и материала.

Нетканые материалы, полученные из регенерированных волокон, обладают хорошими акустическими и механическими свойствами.

Геотекстильные материалы, изготовленные из регенерированных волокон, имеют плотность холста 250-850 г/м2 и предназначены для фильтрации и стабилизации насыпаемого на них грунта. Такие материалы используют при строительстве железных и автомобильных дорог, в борьбе с эрозией почвы, для укрепления берегов каналов, водохранилищ, пляжей, дамб, насыпей, при строительстве спортивных площадок, взлетно-посадочных полос аэродромов и для других целей. Срок службы материалов, изготовленных из синтетических волокон, -- не менее 20 лет, поскольку такие волокна не подвержены гниению. Наиболее целесообразно применять полиэфирные и полипропиленовые волокна, полученные из отходов.

Технология получения нетканых полотен вязально-прошивного способа формирования с использованием отходов льняных волокон предложена в докладе на конференции «Текстильная химия-2000» в Иваново (авторы А. Коган и В. Буткевич). Сущность технологии заключается в следующем. Предварительно подготовленные и отсортированные отходы льна (вытряска различных номеров) подаются на щипальную машину, где происходит процесс расщипывания и удаления костры, пыли, коротких и поврежденных волокон. Затем очищенная волокнистая масса смешивается на традиционной смесовой машине с предварительно подготовленными отходами волокон шерсти, а также химических волокон. Полученная смесь подвергается кардочесанию на аппарате Ч-22-Ш и формированию нетканого полотна вязально-прошивного способа на машине ВП-180. Физико-механические показатели нетканого полотна при вложении до 50% отходов льняного волокна практически не уступают показателям полушерстяного ватина и полностью соответствуют требованиям стандарта. Разрывная нагрузка у образцов с вложением отходов льна на 15% превышает базовую. При дальнейшем увеличении процентного вложения льняных отходов происходит снижение физико-механических показателей ватина, причем наблюдается параболическая зависимость. Кроме того, в изделии появляется характерная для льняных волокон жесткость и плотность. Нетканые полотна с вложением отходов льняного волокна могут быть получены и иглопробивным способом формирования. А. Коган и В. Буткевич утверждают, что вложение до 25% отходов льна позволяет получить нетканые полотна без существенной переналадки основного технологического оборудования.

Оригинальное решение для переработки отслуживших свой срок ваты и ватных изделий (одеял, подушек, телогреек и др.) предложено в работе В. Гальцова и С. Маркаряна («ЛегПромБизнес-Директор», № 9(10)'1999 г.). С помощью разработанного комплекта оборудования волокна ваты проходят разволокнение на грубом рыхлителе, окончательное разволокнение -- на тонком разрыхлителе-очистителе. После этого их масса готова для повторного изготовления новых ватных изделий без ухудшения их качественных показателей и потребительских свойств. Происходит это следующим образом. Перерабатываемые ватные изделия, предварительно подвергшиеся санитарной обработке, вручную освобождаются от текстильных деталей и фурнитуры, равномерно, вручную укладываются на питающий транспортер грубого рыхлителя. Эта масса уплотняется, вводится в жало питающих валов и попадает в зону интенсивного рыхления. Затем разрыхленная волокнистая масса подхватывается воздушным потоком и по волокнопроводу подается в волокноотделитель тонкого рыхлителя-очистителя.

Далее воздушно-волокнистая масса перерабатывается в зависимости от ее дальнейшего применения. Так, для получения волокнистого слоя в виде холста, в частности, для производства мягкой мебели, после тонкого рыхлителя-очистителя она по воздуховоду отсасывается вентилятором и направляется в бункер, снабженный волокноотделителем и парой выпускных валов. Эти валы и выводят волокнистую массу из бункера в виде сплошного волокнистого слоя. Он направляется по лотку к накатному устройству, где скатывается в рулон на картонный патрон с разделением слоев с помощью ровницы.

Установка имеет массу не многим более 3 т, может быть размещена на площади 30 м2, производительность установки составляет 80-120 кг/ч по ватным отходам. Волокнистый слой, выпускаемый с установки, имеет ширину 800-1000 мм и плотность 1-1,5 кг/м2. Для получения матрацев, подушек и одеял воздушно-волокнистая масса из тонкого рыхлителя по воздуховоду отсасывается вентилятором через пневматический наполнитель наматрацников (короб специальной конструкции). Еще один вентилятор и специальные устройства обеспечивают отсос и фильтрацию запыленного воздуха из наполнителя и с поверхности наматрацника, тем самым равномерно распределяя в нем волокнистый материал. В зависимости от засоренности исходного продукта оборудование для переработки вторичного ватного сырья может быть выполнено в двух вариантах:

- для переработки наиболее засоренного продукта с использованием вторичного ватного сырья в смеси с отходами хлопкопрядильного производства;

- для переработки менее засоренного продукта с использованием только волокнистой массы из ватных изделий и в смеси с очищенным хлопковым волокном.

Использование этого оборудования позволит вовлечь в производство вторичные текстильные отходы и уменьшить потребность в импорте первичного волокнистого сырья. А также -- удешевить производство и снизить цены на продукцию, изготовленную из вторичных отходов (матрацы, ватные одеяла, подушки и др.), на 30-50%, обеспечить экологическую безопасность и исключить загрязнение окружающей среды.

Переработка отходов текстильных материалов из синтетических волокон имеет принципиальное отличие от описанной выше технологии. Один из таких способов заключается в измельчении отходов и подаче их шнеком на специальный экструдер-гранулятор, где они расплавляются и очищаются от вспомогательных веществ, содержащихся в текстильном материале. Благодаря специальной конструкции экструдера в него одновременно с отходами подается первичный полимерный материал, который смешивается с расплавленными и очищенными отходами, что позволяет повысить свойства изготавливаемых гранул.

Другим нетрадиционным способом переработки отходов текстильных материалов из синтетических волокон является экстрагирование селективными растворителями полимерной части отходов, благодаря которому можно получать очищенный от всех примесей полимер. Технологический процесс регенерации синтетического полимера из текстильных отходов состоит из следующих стадий: измельчение отходов; растворение синтетических волокон; фильтрация раствора от нерастворимых примесей; высадка полимера из растворителя; сушка полимера; грануляция полимера.

Таким образом, современная промышленность располагает различными технологиями и оборудованием для переработки текстильных отходов. Окончательное решение о выборе того или иного способа переработки может быть принято после проведения технико-экономического анализа, позволяющего учесть все расходы, в том числе транспортные (на доставку отходов) и энергетические (на проведение процесса), а также наличие устойчивого спроса на продукцию из перерабатываемых отходов.

пряжа отходы переработка

Использование отходов при получении пряжи из первичного сырья

Для производства волокна из первичного натурального сырья используется разрыхлительно-трепальное оборудование различного типа, от совершенства конструкции и качества наладки которого зависит степень очистки сырья от посторонних примесей.

При первичной очистке в отходы уходит до 40 % волокна. Для более полного извлечения его используют установки вторичной очистки и переработки полученных отходов.

Задача состоит в том, чтобы в конечном счете, с одной стороны, получить высокую степень очистки, а с другой -- максимально снизить содержание волокна в отходах. Эта задача осложняется тем, что по мере увеличения количества циклов переработки образующихся отходов доля волокна, содержащегося в них, растет. Количество циклов переработки отходов, образующихся при изготовлении волокна из первичного сырья, целесообразно ограничивать, так как при их увеличении выход волокна возрастает незначительно, но при этом сильно растут затраты энергии на очистку, т. е. существуют определенные экономические пределы утилизации отходов.

Кроме того, количество отходов, которые можно добавлять в смесь без ухудшения качества пряжи, ограничено. Например, при изготовлении пряжи на кольцепрядильных машинах можно добавлять в смесь до 5 % отходов, а на пневмомеханических прядильных машинах можно использовать до 10 % отходов без ухудшения качества пряжи.

Первичная обработка и разволокнение текстильных отходов

Первичная обработка и разволокнение текстильных отходов включают ряд стадий, объем использования которых зависит от происхождения и качества отходов. Некоторые отходы потребления, как бытового, так и промышленного, поступают на переработку в сильно загрязненном виде и прежде, чем они попадут на утилизацию, должны быть дезинфицированы, выстираны, очищены и т. д.

Последовательность операций при первичной обработке текстильных отходов можно представить в виде схемы, изображенной на рис. 10.1.

В зависимости от вида текстильных отходов некоторые из стадий процесса их первичной обработки могут быть опущены.

Дезинфекция отходов производится для уничтожения бактерий и насекомых. Процесс осуществляется в стационарных запаривающих камерах (например, АДТ-1 или АДТ-2), работающих при 115--116 °С и давлении 0,2 МПа. Норма загрузки камеры составляет 80--100 кг/м³, расход пара 0,25--0,4 кг/м³, продолжительность обработки 60 мин. В последние годы разработаны новые, более современные способы дезинфекции: с помощью переменного электрического поля высокой частоты, ультразвука, ультрафиолетового и инфракрасного излучений, у-облучения, озона.

Обеспыливание применяется с целью улучшения условий труда при дальнейшей сортировке и для повышения эффективности химической чистки. Основным рабочим органом обеспыливающих машин типа МОВ-1 является барабан с лопастями и шипами. В процессе обеспыливания отделяется и задерживается до 30 % пыли и мелких твердых частиц, которые удаляются с помощью вентиляторов. Производительность таких машин достигает 1400 кг/ч. Более прогрессивны выпускающиеся в Бельгии и США комбинированные машины, в которых производятся и обеспыливание, и разволокнение текстильных отходов.

Сортировка текстильных отходов бытового потребления производится с целью удаления застежек, кнопок, нетекстильных элементов изделий. Сортировка осуществляется вручную с применением малой механизации: сортировочных столиков, оборудованных дисковыми и ленточными ножами. После сортировки отходы прессуются в кипы по 80 кг. Загрязненное вторичное текстильное сырье подвергается стирке для извлечения поглощенной грязи, для чего применяются стиральные машины периодического действия СМО-100 и ПК-53А. Однако с помощью стирки не удается удалить масло, краску и другие органические вещества, нерастворимые в воде. Поэтому технологический процесс подготовки текстильных отходов к разводокнению включает химическую чистку.

Химическая чистка сильно загрязненных и засаленных текстильных материалов производится органическими растворителями на машинах КХ-007, КХ-012. Применение химической чистки вместо стирки уменьшает износ материала, сокращает продолжительность обработки и эксплуатационные расходы, повышает производительность труда.

Предварительно отходы обрабатывают в высококонцентрированном растворе щелочи, а затем после отжима -- органическим растворителем.

Для удаления масла с текстильных отходов используют эмульсию перхлорэтилена (или трихлорэтилена) в воде, нагретую до 40-50 ^вС.

Резка очищенных отходов производится на специальных машинах, которые состоят из питающего и транспортирующего устройств и режущего механизма гильотинного или роторного типа. С помощью гильотинных режущих машин перерабатываются сильно спрессованные кипы отходов, которые разрезаются на полоски определенной ширины с помощью падающего вниз ножа. Машины гильотинного типа имеют ряд недостатков, главным из которых является необходимость частой остановки для заточки режущей кромки ножа, а также для регулировки зазора. Поэтому более широкое применение нашли ротационные машины.

Ротационные машины оборудованы ротором, на котором закреплены ножи или диски, нарезающие материал на определенную ширину. Ширина резки регулируется путем изменения скорости движения транспортера, подающего кипу отходов.

При выборе типа резальных машин необходимо учитывать вид и химическую природу текстильных отходов. В частности, ротационные высокопроизводительные машины не всегда пригодны для переработки текстильных отходов из синтетических волокон, так как при большой скорости резки ножи ротора разогреваются до температуры, при которой возможно оплавление термопластичного полимера, из которого изготовлены волокна.

Замасливание текстильных отходов производится с целью облегчения важнейшей операции -- разволокнения. В зависимости от состава и вида отходов применяют различные замасливатели, количество которых достигает 10 % от массы отходов. Синтетические отходы могут поступать на разволокнение без замасливания, но увлажненными.

В качестве замасливателей используются поверхностно-активные вещества. Наиболее распространены оксиэтилированные синтетические кислоты (лауриновая, стеариновая и олеиновая), а также некоторые оксиэтилированные жирные спирты.

Кроме того, применяются сульфоэфиры высших жирных спиртов и ненасыщенных кислот. Применение минеральных масел для замасливания волокна нежелательно, так как они содержат неомыляемые компоненты, которые отрицательно влияют на процесс последующей отделки текстильных материалов.

Разволокнение замасленных отходов осуществляется на щипальных машинах, где и происходит превращение отходов во вторичное волокно, которое затем используется при выработке всевозможных текстильных материалов: тканей, трикотажа, ковров, нетканых материалов и др.

На рис. 10.2 показана линия фирмы "Лярош" (Франция) производительностью 1500 кг/ч для подготовки и разволокнения отходов текстильных материалов. Кипы отходов освобождают от обручей и упаковки непосредственно на ленточном конвейере и помещают в бункер гидравлической резальной машины. Затем с помощью специального устройства кипы подают на гильотинный режущий механизм 1, который отрезает от них пласты. Толщина нарезаемых пластов предварительно устанавливается с помощью специального счетчика и может регулироваться в пределах 10-- 220 мм с интервалом 10 мм.

Отрезанные пласты подаются на наклонный ленточный конвейер 2, с помощью которого они перемещаются на ротационную резальную машину 3. Питающий конвейер резальной машины снабжен электронным сепаратором для отделения металлических включений.

Нарезанные отходы с помощью конвейера, вентилятора 4 и конденсера 5 подаются в бункер 6, оборудованный регулятором уровня заполнения. С помощью валиков материал подается к вентилятору 7 и второму конденсеру, который заполняет регулирующую трубу 9, также имеющую регулятор уровня. Благодаря этому на щипальную машину 10 поступает равномерный по толщине пласт материала. Щипальная машина является самой важной частью технологической линии.

Она может иметь разное количество барабанов (до 6) в зависимости от качества перерабатываемых отходов. Каждая секция имеет щипальный барабан с круглыми иглами и перфорированный барабан, с которого разволокненные отходы подаются на следующую секцию щипальной машины.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Недостаточно разволокненные отходы автоматически возвращаются в питающее устройство и вновь поступают на щипальный барабан. Секции отличаются количеством и номером игл на щипальном барабане. Основное назначение щипальной машины -- разволокнение нарезанных отходов.

После разволокнения полностью восстановленные волокна прессуются в кипы или наслаиваются в камере. Пресс питается от конденсера 11 и резервного бункера 12.

Текстильные отходы из синтетического волокна могут обрабатываться по сокращенной схеме. Для этого создан агрегат для разволокнения и чесания сырья, схема которого представлена на рис. 10.3. Он включает щипальную машину 2, которая состоит из четырех барабанов и питается от питателя 7, чесальную машину 4 и транспортирующую решетку 3. Все машины приводятся в движение единым валом, что обеспечивает синхронность их работы. Питатель имеет устройство автоматического взвешивания отходов, поступающих 6 щипальную машину. Ровница, полученная на таком агрегате, поступает на кольцепрядильные машины аппаратной системы прядения. По такому сокращенному циклу можно получать аппаратную пряжу, т.е. нити для производства текстильных тканых или вязанных полотен. Линейная плотность такой пряжи 83-200 текс (текс -- количество граммов волокна в 1000 м нити).

В последние годы созданы щипальные машины, позволяющие получить более высокую степень разволокнения отходов и уменьшить повреждение образующихся волокон. Перспективными технологиями разволокнения текстильных отходов являются процессы, основанные на использовании ультразвука, водяного пара и сжатого воздуха, которые существенно облегчают и ускоряют отделение волокон друг от друга. При этом разволокнение отходов происходит в щадящих условиях, не разрушая структуру волокна и не снижая его прочности.

В современном текстильном производстве все перечисленные операции производятся на поточных линиях. Обслуживание линий выполняется автоматически с помощью системы управления, которая: включает и отключает линию в случае каких-либо неполадок и срабатывания блокировок; координирует работу отдельных машин; осуществляет управление питателями, режущими ножами, пневмотранспортом, замасливающим устройством и другими агрегатами; сигнализирует о перебоях в работе агрегатов (отсутствии сырья, вспомогательных веществ и др.).

Вторичные или восстановленные волокна являются ценным сырьем для текстильной промышленности. Их используют как в "чистом" виде, т. е. без добавления первичного волокнистого сырья, так и в смеси с последними. Из восстановленного волокна получают аппаратную пряжу. Кроме того, минуя стадию прядения, из вторичных волокон изготавливают нетканые текстильные материалы различного назначения.

При смешении восстановленного волокна с исходным первичным волокном получают сырье для производства высококачественной пряжи, идущей на производство всех видов текстильных материалов. Из него изготавливают и высококачественные нетканые материалы. Содержание вторичного волокна в смеси может достигать 80--90 % в зависимости от назначения пряжи и материала.

ОТХОДЫ КАК ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТОВАРОВ И ЭНЕРГИИ

Охрана окружающей среды является одной из самых острых и актуальных проблем. В современных условиях, когда человек все активнее вмешивается в природные процессы, все большую тревогу вызывает загрязнение атмосферного воздуха, рек, озер, морей, почвы [1]. То, как мы передвигаемся, что покупаем, как наводим порядок, чем занимаемся, -- влияет на окружающую нас среду. Мы тратим энергию - сырьевые ресурсы истощаются. Одновременно мы выбрасываем токсичные отбросы в атмосферу и водные пространства, которые за короткое время уничтожают обширные территории и являются ядовитыми для живых организмов. Также отходы, отправленные на свалку, попадают в окружающую среду, в грунтовые и поверхностные слои воды, а также в атмосферу. С другой стороны, теряется много полезного сырья. Разумно употребляя отходы как вторичное сырье для переработки и производства новых товаров при правильной организации их сбора, мы сэкономим энергию и природные ресурсы, а также сохраним окружающую нас среду/

Отходы - это вещества (или смеси веществ), признанные непригодными для дальнейшего использования в рамках имеющихся технологий, или после бытового использования продукции. Избежать всех отходов мы не можем [6]. Рекомендуется грамотно использовать систему управления отходами (сбор, транспортировка, переработка, вторичное использование и контроль всего процесса).

Главными методами управления отходами является вторичное использование различных предметов, ремонт поврежденного оборудования, изготовление изделий многократного использования (например, тряпичные пакеты для продуктов взамен полиэтиленовых), пропаганда многоразовых предметов обихода (например, одноразовые столовые приборы), очищение от пищевых остатков банок, пакетов и т. д. и разработка изделий, требующих для их изготовления меньше сырьевого материала (например, использование более легких банок для напитков).

Определение вторичного сырья регламентируется ГОСТом 25916-83 «Ресурсы материальные вторичные. Термины и определения» [4]. В соответствии с этим ГОСТом под вторичным сырьем понимаются «вторичные материальные ресурсы, которые в настоящее время могут повторно использоваться в народном хозяйстве».

Виды вторичного сырья

Наиболее распространена переработка в том или ином масштабе таких материалов, как стекло, бумага, алюминий, асфальт, железо, ткани и различные виды пластика. Для каждого типа сырья есть соответствующая технология переработки.

Для разделения отходов на различные материалы используются различные виды сепарации, например, для извлечения металла -- магнитная.

Строго говоря, вторичным сырьем отходы являются лишь в том случае, если их можно использовать либо взамен первичного сырья, либо как принципиально новый вид сырья без существенной их обработки и подготовки к применению (чистки, мойки, сушки и др. аналогичных подготовительных операций).

Но тогда одни и те же отходы в одних случаях должны выступать в качестве вторичного сырья, в других - только в форме исходного продукта или материала для производства вторичного сырья. Например, для одних целей изношенные шины, могут быть применены без предварительной подготовки - скажем, для использования в качестве печного топлива в цементных печах, в других - необходимо их измельчение в крошку и получение из нее регенерата, в частности, для применения в производстве резинотехнических изделий. Куски текстильных тканей могут быть использованы в одних случаях без подготовки, в других - требуется их предварительное разволокнение с последующим изготовлением из них новых текстильных материалов. Вышедшая из употребления радиоэлектронная аппаратура и продукция электротехнической промышленности подвергается предварительной разборке с выделением черных и цветных металлов, деревянных и полимерных фрагментов/

В бытовом мусоре содержится много ценных веществ: органические соединения, годные для удобрения, бумага и картон, стекло, пластмасса, кожа, древесина, металлы. Поэтому разрабатываются проекты и строятся специальные заводы по переработки мусора. Они более безопасны для окружающей среды и одновременно более экономичны, чем мусоросжигательные установки. Сократить накопление отходов позволяет многоразовое использование стеклянный бутылок, сбор пластмассовых бутылок, и полиэтиленовых пакетов для переплавки и т.д.

В процессе заготовки леса и изготовления изделий из нее остается существенное число отходов. Около 20 процентов древесины попадает в отходы только в процессе заготовки. Отходами заготовки древесины считаются корневища, сучья, кора и хвоя деревьев. В отходы идет и древесина, не годная по различным причинам для строительной, мебельной и иных отраслей. Нередко, эта древесина идет на дрова. Дрова березовые, ольховые или сосновые крайне востребованы жителями сел и деревень без центрального отопления, обладателями загородных домов и дач. При изготовлении доски и бруса в отходы уходит еще 40 процентов древесины. От производства досок и бруса остаются горбыли, концы досок, рейки и опилки древесные. В производстве мебели число отходов также значительно, и может составлять более 60 процентов. При разумном использовании древесины все указанные виды отходов не утилизируются, а идут в качестве сырья для производства товаров и материалов. К примеру, из отходов древесины делается щепа технологическая - сырье для целлюлозы и древесных плит.

Производство щепы из отходов помогает сэкономить ресурсы деловой древесины, и чрезвычайно выгодно для деревообрабатывающих предприятий. Опилки древесные используются для изготовления стройматериалов: древесных плит, опилкобетона и деревобетона. Из опилок налаживают производство пеллетов, которые используются для отопления. Обрезки досок могут быть использованы для производства ящиков, простой мебели и предметов обихода. Отходы лесозаготовки и деревообработки - это ценное сырье для изготовления различных товаров. Во многих заготовительных комплексах организована их переработка, или, по крайней мере, продажа: опилки, горбыли и обрезки становятся стройматериалами, упаковочной тарой, целлюлозой. Применяются даже такие отходы, как древесная кора и хвоя.

Особо выгодна переработка цветных металлов (меди, алюминия, олова), распространённых технических сплавов (победит) и некоторых черных металлов (чугун). Пластик - очень востребованное сырье в современной промышленности. Это дорогое сырье, которое изготавливается из нефтепродуктов. Его утилизация в природе естественным путем практически невозможна. Неорганические продукты могут десятки лет находиться в живой природе без изменений. Поэтому его утилизация крайне важна. Во всем мире переработка пластика является очень доходным бизнесом. Например, в Германии, как у одного из лидеров по переработке пластика, люди сортируют мусор на конвейере по переработке пластика, люди сортируют мусор на конвейере. Во многих странах Европы на мусоросборных площадках спальных районов, помимо контейнеров для сбора металла, пластика, бумаги и стекла, появились контейнеры для сбора использованной одежды, обуви. Они поступают в сортировочный центр. Здесь происходит отбор одежды, которая ещё может быть пригодна для использования, она впоследствии поступает в благотворительные ассоциации для малоимущих, церкви и красный крест. Непригодная одежда проходит тщательный отбор: отделяются все металлические и пластмассовые детали (пуговицы, змейки, кнопки и пр.), затем разделяют по типу ткани (хлопок, лен, полиэстер и т. д.). Например, джинсовая ткань поступает на заводы по производству бумаги, где ткань измельчается и отмачивается, после этого процесс производства идентичен целлюлозному/

Органические по своей природе отходы (отходы растительного или пищевого происхождения, макулатура) возможно перерабатывать посредством биологического компостирования и перегнивания. Получающееся в результате органическое вещество в дальнейшем используется в садоводстве и сельском хозяйстве как перегной или компост. Кроме того, выделяющийся в процессе перегнивания газ (например, метан) накапливается и затем используется для выработки электричества.

Энергосодержащие отходы можно использовать сразу без какой-либо переработки в качестве топлива для двигателей или, переработав их, в виде любого другого вида топлива. Обработка отходов посредством использования высоких температур позволяет использовать отходы как источник топлива как для приготовления пищи и отопления помещений, так и для обеспечения работы котлов, с помощью которых вырабатывается пар и электроэнергия для турбин. Пиролиз и газификация -- две формы переработки отходов при высокой температуре с ограниченным доступом кислорода. Эти процессы происходят в герметичной ёмкости под высоким давлением. В процессе пиролиза твердых отходов получают твердые, жидкие и газообразные вещества. При сжигании полученных жидких и газообразных веществ можно вырабатывать энергию, а при их переработке получать другие необходимые материалы. При дальнейшем очищении твердого остатка (кокса) получают такие вещества, как активированный уголь. Обычную и плазменно-дуговую газификацию используют для прямой переработки органических веществ в синтетический газ, в состав которого входят моноксид углерода и гидроген. При сжигании газа вырабатывают электричество и пар.

Исходя из всего вышеперечисленного, можно сделать вывод, что вторичная переработка отходов имеет важное значение. Во-первых, ресурсы многих материалов на Земле ограничены и не могут быть восполнены в сроки, сопоставимые со временем существования человеческой цивилизации. Во-вторых, попав в окружающую среду, материалы обычно становятся загрязнителями. В-третьих, отходы и закончившие свой жизненный цикл изделия часто (но не всегда) являются более дешевым источником многих веществ и материалов, чем источники природные.

Разрыхлительно-трепальный агрегат

В зависимости от характера перерабатываемого хлопка в разрыхлительно-трепальный агрегат могут входить машины различных конструкций и в разных комбинациях. Существуют агрегаты для переработки средневолокнистого хлопка (кардная система прядения) и тонковолокнистого хлопка (гребенная система прядения).

Для кардной системы прядения в настоящее время существуют два типа агрегатов: новый однопроцессный с автоматическим питанием хлопком и старый агрегат с ручным питанием.

На новом агрегате кипы целиком загружаются в автоматические питатели, предварительно разрыхленный хлопок попадает в смесители непрерывного действия, где смешиваются волокна различных партий, затем в наклонном чистители и наклонном чистители с конденсером происходит дальнейшее разрыхление и очистка хлопка от сора. Поток хлопка направляется в бункеры трепальных машин.

Схема питателя-сместителя разрыхлительно-трепального агрегата

Рыхление хлопка на питателях-смесителях проходит следующим образом: подготовленные 6-12 кип устанавливают около машины, затем пласты хлопка берут из каждой кипы и накладывают на питающую решетку 1 питателя-рыхлителя, которая подводит их к движущейся наклонной игольчатой решетке 2. Иглы последней захватывают клочки хлопка и подводят их к разравнивающему валику 4, который мелкие клочки пропускает, а крупные сбрасывает обратно на решетку 1. Мелкие клочки, прошедшие валик, снимаются с решётки съемным валиком 5. Затем они, ударяясь о колосниковую решетку 6, счищаются частично от крупных сорных примесей и сбрасываются на длинную смесительную решетку 7.
Клочки хлопка, оставшиеся на колках валика 4, сбрасываются в камеру очистительным валиком 3. Пыль, выделяющаяся при этом, отсасывается вентилятором. Сбрасываемые валиком клочки попадают на новые подаваемые пласты хлопка. Следовательно, на питателе-смесителе происходит рыхление, частичная очистка и смешивание волокон хлопка.

Схема горизонтального рыхлителя разрыхлительно-трепального агрегата

Хлопок с решетки 6 направляется в головной питатель. На этом питателе рыхление, частичная очистка и смешивание повторяются. Из головного питателя хлопок подается воздухом по трубе 1 горизонтального рыхлителя и присасывается в виде тонкого слоя к перфорированной поверхности барабана 2. С него волокно снимается валиком 3 и передается в бункер 4. Далее хлопок уплотняется плющильными валиками 5 и питающими цилиндрами 6 и подается к ножевому барабану 7, который вращается со скоростью 700-800 оборотов в минуту.

Ножевой барабан представляет собой диски, насаженные на горизонтальный вал 8. Под ножевым барабаном имеется решетка 9. Ножами мелкие клочки хлопка отделяются от бородки, под действием центробежной силы ударяются о колосниковую решетку и частично очищаются.

Сорные примеси отводятся в камеру 10. Из помещения через отверстия заслонки 11 засасывается воздух и разрыхленный хлопок по трубе 12 выводится из машины.

Дальше рыхление и очистку хлопка от минеральных и растительных примесей производят на однопроцессной трепальной машине. Хлопок подается в бункер, где с помощью плющильных валиков уплотняется и подается питающими цилиндрами к ножевому барабану. Барабан, вращаясь со скоростью 700-800 оборотов в минуту, его разрыхляет.

Далее, ударяясь о колосниковую решетку, хлопок очищается от примесей. Затем посредством тяги воздуха, создаваемой вентилятором, он присасывается в виде тонкого слоя к поверхности сетчатых барабанов.

С барабана хлопок снимается валиком и передается к питающим валикам. Последние подводят его под удары бил трепала, которые вращаются со скоростью 900-1000 оборотов в минуту. Волокно, ударяясь о колосниковую решетку, очищается от примесей. Вентилятор через отверстия заслонки и щели засасывает воздух из помещения, который обеспечивает присасывание хлопка, поступившего в патрубок, к поверхности конденсатора. Валик сбивает его с поверхности конденсатора в бункер, где он уплотняется валиком и передается с помощью валика к цилиндру, который прижимает волокнистый слой к носику педали, игольчатое трепало, вращаясь по часовой стрелке, отделяет и сбрасывает клочки хлопка на колосники. Далее с помощью воздуха, создаваемого вентилятором, волокна присасываются к поверхности сетчатых барабанов.

Сформированный тонкий равномерный волокнистый слой валиками уплотняется, а затем наматывается на пруток.Размещено на Allbest.ru