Повторное использование отходов
Общие сведения об отходах, их видах, образовании и воздействии на окружающую среду. Экологический контроль в системе обращения с отходами. Вторичные материальные ресурсы, их классификация, направления и особенности использования. Утилизация отходов.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | курс лекций |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.03.2015 |
| Размер файла | 4,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Цели
21.8 Цели в данной области заключаются в том, чтобы:
a) стабилизировать или сократить в течение согласованного периода времени объем образования отходов, подлежащих окончательному удалению, путем разработки норм с учетом веса, объема и состава отходов, а также ввести практику сепарации отходов с целью облегчения их рециркуляции и повторного использования;
b) повышать эффективность процедур оценки изменений, происходящих в объеме и составе отходов, с целью разработки оперативной политики минимизации отходов путем использования экономических или других механизмов для внесения позитивных изменений в структуры производства и потребления.
В. Максимизация экологически безопасного повторного использования и рециркуляции отходов
Основа для деятельности
21.16. Истощение возможностей традиционных мест удаления отходов, ужесточение мер экологического контроля, регулирующих удаление отходов, а также увеличение объема более стойких отходов обусловили быстрый рост расходов на операции по удалению отходов. К концу этого десятилетия расходы на эти цели могут возрасти в два или три раза. Некоторые применяемые в настоящее время методы удаления отходов представляют собой угрозу для окружающей среды. По мере изменений в экономике операций по удалению отходов рециркуляция отходов и рекуперация ресурсов приобретают все большее значение с точки зрения экономической эффективности. В рамках будущих программ по обработке и удалению отходов следует максимально использовать такие методы контроля над отходами, которые основаны на эффективном использовании ресурсов. Такие мероприятия должны осуществляться одновременно с программами общественного просвещения. При разработке программ рециркуляции важно выявить рынки для продукции, произведенной из утилизированных материалов.
Цели
21.17. Цели в этой области заключаются в следующем:
a) обеспечивать укрепление и расширение национальных систем утилизации и вторичной переработки отходов;
b) разработать в рамках системы Организации Объединенных Наций типовую внутреннюю программу утилизации и вторичной переработки всех видов отходов, в том числе бумаги;
c) обеспечить подготовку информации, разработку методов и соответствующих директивных документов для оказания содействия в целях создания и внедрения систем утилизации и вторичной переработки отходов.
С. Содействие экологически безопасному удалению и обработке отходов
Основа для деятельности
21.27. Некоторое количество отходов остается даже в случае, когда их образование сведено к минимуму. Все удаляемые отходы даже после их обработки оказывают некоторое остаточное воздействие на окружающую среду. В связи с этим существуют возможности для улучшения практики обработки и удаления отходов, например, путем недопущения сброса осадка сточных вод в море. В развивающихся странах эта проблема носит более серьезный характер: той или иной обработке подвергается менее 10 процентов городских отходов, и лишь незначительная часть операций по обработке более или менее отвечает приемлемому стандарту качества. Вопросу обработки и удаления фекалий следует уделять приоритетное внимание с учетом опасности, которую они могут представлять для здоровья человека.
Цели
21.28. Цель в этой области заключается в обеспечении обработки и удаления все более значительной доли образующихся отходов на безопасной основе.
D. Расширение охвата операций, связанных с отходами
Основа для деятельности
21.38. К концу нынешнего столетия более 2,0 млрд. людей будет лишено доступа к базовым услугам в области санитарии, а, согласно оценкам, половина городского населения в развивающихся странах не будет охвачена надлежащими услугами, связанными с удалением твердых отходов. Ежегодно в результате вызываемых отходами болезней умирает 5,2 млн. людей, включая 4 млн. детей в возрасте до пяти лет. Особенно страдает от этого городская беднота. Последствия ненадлежащего удаления отходов на здоровье человека и состояние окружающей среды сказываются даже за пределами населенных пунктов, где отсутствуют соответствующие службы, и приводят к заражению и загрязнению вод, почвы и воздуха на более значительной площади. Для обеспечения борьбы с этой формой загрязнения чрезвычайно большое значение имеют расширение и укрепление служб по сбору и безопасному удалению отходов.
Цели
21.39. Общая цель этой программы состоит в том, чтобы деятельность в области санитарно-профилактического и экологически безопасного сбора и удаления отходов охватывала все население.
Глава 22. Безопасное и экологически обоснованное удаление радиоактивных отходов
Содействие безопасному и экологически обоснованному удалению радиоактивных отходов
Основа для деятельности
22.1 Радиоактивные отходы образуются в ходе ядерного топливного цикла, а также при использовании ядерных материалов (использование радиоактивных изотопов в медицине, научных исследованиях и промышленности). Степень радиационной и эксплуатационной опасности, связанной с радиоактивными отходами, колеблется от весьма низкой в случае короткоживущих малоактивных отходов до весьма значительной в случае высокоактивных отходов. Ежегодно во всем мире в результате производства ядерной энергии образуется примерно 200 000 м3малоактивных и промежуточных радиоактивных отходов и 10 000 м3 высокоактивных отходов (а также отработавшее ядерное топливо, предназначенное для окончательного удаления). Объем этих отходов возрастает в связи с введением в строй новых ядерных энергоблоков, демонтажем ядерных установок и расширением использования радиоактивных изотопов. Высокоактивные отходы содержат около 99 процентов радиоактивных изотопов и тем самым представляют значительную радиационную опасность. Объем отходов, связанных с использованием ядерных материалов, как правило, значительно меньше и исчисляется в десятках кубических метров или менее в год на каждую страну. Однако концентрация радиоактивных веществ, особенно в изолированных источниках радиации, может быть весьма высокой, что требует принятия весьма строгих мер радиационной защиты. Необходимо по-прежнему обеспечивать постоянный контроль за увеличением объема радиоактивных отходов.
22.2 Ввиду характерных особенностей радиоактивных отходов важно обеспечивать безопасное и экологически обоснованное обращение с ними, включая сведение к минимуму их объема, транспортировку и удаление. В большинстве стран, осуществляющих крупные программы по производству ядерной энергии, были приняты технические и административные меры по внедрению системы удаления отходов. Во многих других странах, которые еще находятся лишь на этапе подготовки к проведению национальной ядерной программы или же используют ядерные материалы лишь в областях, не связанных с производством энергии, такие системы еще предстоит внедрить.
Цель
22.3 Цель этой программной области заключается в том, чтобы обеспечить безопасное обращение с радиоактивными отходами, их транспортировку, хранение и удаление в целях охраны здоровья человека и окружающей среды на более широкой основе интерактивного комплексного подхода к обеспечению безопасного обращения с радиоактивными отходами.
Лекция 4
Вторичные материальные ресурсы. Классификация. Направления использования. Особенности использования
Существенным источником сырья для ряда отраслей является вторичное сырьё, переработка отходов связана с двумя задачами-полное использование сырьевых ресурсов и обеспечение экологической безопасности. Все отходы, кот. могут быть использованы в качестве сырьевых материалов, можно разделить на две большие группы: твердые бытовые отходы ТБО и отходы производства. Отходы
производства-остатки сырья, материалов и полуфабрикатов, кот. образовались в процессе производства продукции, но частично или полностью утратили свои свойства. Бывают близкие к исходному сырью. б использованы для извлечения непрореагировавшего сырья или дополнительной обработки и возвращение обратно в техн. процесс. близкие к целевым продуктам - после выполнения опред. дополнительных операций м. б. доведены до кондиции основного продукта в близкие к исходному сырью для производства другой продукции м. б. использованы для производства продукции другой отраслей. Отходы производства по свойствам и характеру образования можно подразделить на радиоактивные, медицинские; биологические, строительные; транспортного комплекса; промышленные. Отходы потребления - группа различных бывших В употреб. продуктов и веществ, восстанавливать которые для использования по назначению нецелесообразно. Твёрдые бытовые отходы - это бумага, пластмасса, стекло и пищевые отходы. Два потока: жилой фонд, общественные комер. организации и учрежд. 10% подвергаются промыш. переработке на городских объектах: 62% вывозится на загородные полигоны; 24% подвергается уплотнению на мусороперегрузочных станциях.
Основные виды вторичных ресурсов. Технология их переработки
Все отходы, кот. могут быть использованы в качестве сырьевых материалов, можно разделить на две большие группы: твердые бытовые отходы ТБО и отходы производства. Отходы производства - остатки сырья материалов и полуфабрикатов: кот. образовались в процессе производства продукции, но частично или полностью утратили свои свойства. Бывают: в близкие к исходному сырью, в близкие к целевым продуктам. В близкие к исходному сырью для производства другой продукции. Наиболее важным эконом. стимулом переработки отходов во вторичное сырье может явиться то обстоятельство, что утилизация оказывается самым дешевым способом борьбы с отходами. Основной принцип технологии переработки-непрямое, двухступенчатое сжигание, включающее предворительное термическое разложение органической части исходного сырья. сжигание газообразных продуктов и дожиг коксового остатка. Принципиальным условием организации процесса явл. Обеспечение обязательного прохождения всех покидающих устройство продуктов через огненную зону, т.е. обеспечение огненного обезвреживания, что обусловливает экологически чистое уничтожение твердых отходов. Получение энергии за счет сжигания отходов, в том числе и полимерных, привлекает все большее внимание из-за непрерывного роста цен на невозобновляемое органическое сырье. Главную проблему в утилизации представляют смешанные бытовые отходы. Существует проблема их сортировки.
Одна из основных характеристик высокотехнологичных программ переработке сводится к тому, что их участники, выступая в качестве посредников в области материалов, выполняют свою функцию в циклах восстановления материалов. Внедрение отходов на рынок в качестве ресурса ведет к созданию спец. типа рынка
Переработка и вторичное использование макулатуры
В отечественных технологиях макулатуру используют в основном при изготовлении различных видов бумаги и картона в целлюлозно-бумажной промышленности и в промышленности строи тельных материалов при производстве кровельных материалов различных строительных плит.
В развитых странах макулатура является важнейшим источником волокнистого сырья в целлюлозно-бумажной промышленности. Основные виды продукции, вырабатываемой за рубежом с использованием макулатуры: упаковочные виды бумаги и картона: газетная, писчая, печатная и санитарно-гигиеническая бумаг, производстве строительных материалов макулатуру используют главным образом для кровельных, гидроизоляционных и теплоизоляционных материалов.
В США в конце 70-х годов была разработана технология производства огнестойкого гидроизоляционного материала на основе измельченной макулатуры и огнестойкого адгезива - эковаты, которую в увлажненном состоянии наносят на конструкции домой, заменяя токсичную теплоизоляцию из стекловолокна на фенольных смолах.
Измельченную макулатуру обрабатывают азотной кислотой и выдерживают определенное время, достаточное для получения продукта, содержащего 5.10% азота. Полученный продукт подвергают нейтрализации гидроокисью калия или кальция, окисью кальция и углекислым кальцием, вводят дополнительные компоненты - калий и кальций. Удобрение может также содержать фосфор, если измельченную макулатуру обрабатывать смесью азотной и фосфорной кислот.
Макулатуру используют в смеси с другими удобрениями для снижения вымываемости удобрения из почвы и, следовательно, повышения урожайности. В этом случае макулатуру, опилки и другие целлюлозосодержащие материалы обрабатывают полимерами, придавая им свойства пониженной смачиваемости.
В числе новых направлений использования макулатуры следует выделить изготовление из нее теплоизоляционных и конструкционных материалов, технологию производства которых разработали специалисты ГП "Промотходы". По этой технологии производят
Теплоизоляционные материалы различной конфигурации и используемые в разных целях, заменяя пенополистерол.
Выпускаемые теплоизоляционные материалы предназначены для теплоизоляции (пола, стен, кровли, холодильных камер и т.п.) при строительстве жилых, промышленных и культурно-бытовых зданий.
Необходимо отметить, что около 50 % общей потребности теплоизоляционных материалов обеспечивается плитными изделиями, остальные 50 % и более - засыпным материалом.
Большинство плитных теплоизоляционных материалов изготавливали на осям перлита Арагацкого месторождения (Армения), поставки которого в настоящее время затруднены или полностью прекращены.
Повышение требований к теплосопротивлению ограждающих конструкций и переход в связи с этим на трехслойные панели увеличили потребность в эффективных теплоизоляционных материалах. Потребителями таких материалов могут быть домостроительные комбинаты и заводы ЖБИ, выпускающие наружные стеновые панели для крупного панельного домостроения.
Селективный сбор отходов у населения способствует сокращению объемов мусора, вывозимого на свалки, что, в свою очередь, позволит хотя бы частично финансировать этот метод сбора отходов за счет средств, выделяемых на их вывоз и захоронение, коммунальными службами города.
Текстильные отходы и их переработка
Текстильные отходы также разделяют на отходы производства и потребления.
Текстильные отходы производства - это отходы технологических процессов производства волокон, нитей, тканей и швейных изделий.
Текстильные отходы потребления - это в первую очередь вышедшая из употребления одежда, которая в конечном итоге оказывается в городстком мусоре (ТБО) и составляет 4.6 %.
Текстильные отходы производства по видам сырья принято разделять на три основные группы:
первая - текстильные отходы из натурального сырья (хлопковое волокно, льняное волокно, шерсть, натуральный шелк);
вторая - текстильные отходы из химического сырья (химические нити и волокна искусственные и синтетические);
третья - текстильные отходы из смешанного сырья (смеси на основе натуральных и химических волокон).
Отходы текстильной промышленности подразделяют в зависимости от их дальнейшего использования: прядомые, употребляемые в смеси с основным сырьем на выработку пряжи; ватные, перерабатываемые в смеси с основным сырьем в вату; валяльно-войлочные, перерабатываемые в нетканые текстильные материалы; прядомые, используемые в виде весовых лоскутов тканей.
На предприятиях хлопчатобумажной промышленности в производстве переработки хлопка, а также в прядильном, ткацком отделочном и ватном производствах образуются хлопчатобумажные отходы, большую часть которых используют в собственном технологическом цикле.
Отходы промышленности по производству шерсти представляют собой отходы, образующиеся при первичной обработке щеп шерсти, приготовлении шерстяной пряжи, шерстяных тканей, часть которых используют в собственном технологическом цикле," а другую - как вторичное сырье.
В трикотажной промышленности образуются отходы при переработке пряжи, изготовлении трикотажного полотна и изделий из него, производстве носочных и перчаточных изделий, большая часть которых используется как вторичное сырье.
В швейной промышленности отходы образуются в процессе подготовки материалов и самого раскраивания деталей швейных изделий, представляющий собой весовой лоскут тканей и используемый в качестве вторичного сырья для производства вторичных текстильных материалов.
Количество текстильных отходов потребления в составе ТБО превышает текстильные отходы производства. Их можно считать одним из основных источников вторичного сырья для получения вторичных текстильных материалов.
Текстильные отходы потребления имеют смешанный состав, к разделены по типам волокон, часто загрязнены и представляют собой весовой лоскут тканей.
Имеется технология переработки путанки и концов пряжи нитей из химических и смешанных волокон для производства нетканых материалов. Разработана отечественная технология производства нетканых материалов из трикотажных обрезков и лоскута полотна. Получаемые нетканые материалы из отходов используют в швейной промышленности в качестве утепляющего материала - ватина; в обувной промышленности - прокладок при производстве обуви и верха для домашней обуви; в мебельной промышленности - настилочного материала при производстве мягкой мебели; в строительстве - напольной выкладки, прокладочных и изоляционных материалов и при выполнении других строительных работ.
Отходы кожи и их переработка
Кожевенные отходы разделяют на отходы кожевенно-обувного производства и отходы потребления.
Отходы кожевенно-обувного производства. Это остатки шкур, кожи, полуфабрикатов, материалов, образующихся в процессе переработки исходного материала.
Отходы данного вида подразделяют на возвратные, используемые и неиспользуемые непосредственно в данном производстве, и безвозвратные.
Возвратные, используемые непосредственно в производстве, - это отходы, которые может использовать само предприятие для изготовления продукции основного или вспомогательного производства: недубленые отходы (мездра, краевые участки шкуры и др.) и дубленые отходы (обрезь, лоскут, спилковая обрезь и др.)
Неиспользуемые в производстве, - это отходы, которые могут быть потреблены самим предприятием лишь в качестве топлива и быть реализованы на сторону: хромовая стружка, спилковая голевая обрезь или обрезь от кож для низа обуви и другие отходы.
Безвозвратные - это отходы, которые не могут быть использованы при данном состоянии техники и технологии, - технологические потери, с вязанные с усушкой, улетучиванием, вымыванием белков в отходных стоках, растворителей, других химических материалов, жиров, ушедших со сточными водами, и им подобных.
Кроме того отходы кожевенно-обувного производства классифицируются следующим образом.
По видам производства отходы делят на отходы производства кожи и отходы производства обуви (отходы кожевенного и обувного производства). Отходы производства кожи различают по виду кожевенного сырья, стадиям образования, химическому составу и по виду готовых кож.
По видам кожевенного сырья различают отходы шкур крупного рогатого скота, конских, верблюжьих, козьих и овечьих, свиных шкур и прочих видов кожевенного сырья.
По стадии образования различают отходы недубленые и дубленые. Недубленые отходы - отходы кожевенного сырья и полуфабриката, образующиеся до операции дубления, например мездра, голевой спилок и др. Дубленые отходы - отходы дубленого полуфабриката и готовых кож.
По химическому составу отходы бывают жиросодержащие и коллагенсодержащие. Жиросодержащие отходы - это отходы, получаемые при строгании или мездрении свиных шкур, мездра овечья и козья первого мездрения, мелкий лоскут свиных шкур и овчин. Коллагенсодержащие отходы - это все остальные виды отходов шкур, полуфабриката и кожи.
По видам готовых кож различают отходы кож хромового дубления юфтевых кож, отходы от кож для низа обуви, для рантов и др.
Отходы обувного производства классифицируют по видам материалов используемых для деталей обуви, и по направлениям использования материала отходы делят на отходы, полученные при раскрое материалов для верха или низа обуви.
Незоленая мездра образуется при мездрении шкур после отмочки на кожевенных предприятиях или при мездрении парных шкур на мясокомбинатах. В зависимости от вида шкур, породы животного, их предубойного содержания и других факторов мездра содержит до 80 % воды, до 1.7 - жира, 5.10 - белка, до 2.3 % минеральных веществ.
Золеная мездра образуется при мездрении золеного полуфабриката. В ней содержится большее количество белка, чем в незоленой мездре, и меньше жира. Используют в производстве мездрового клея, желатина, гидролизатов и других материалов. Содержание белка в такой мездре - до 50 %, в том числе до 35 % коллагена.
Краевые участки шкуры (лапы, лобаши, коленные чашки и другие части шкур) образуются при контурировании шкур на мясокомбинатах или на кожевенных предприятиях перед запуском шкур в производство.
Спилок гольевой для производства кожи непригоден, получается в результате дубления шкур крупного рогатого скота, прошедших операцию золения и не удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к спилку, для производства подкладки, велюра и других видов кож. Он неравномерный по толщине, тонкий, имеющий пороки от двоения или пятна различного происхождения. Может быть использован для производства мездрового клея, гидролизата, медицинских целей, кормовых добавок, желатина, а также для колбасной оболочки (белкозина) и других целей.
Жиросодержащие отходы - отходы, получаемые при строгании свиных шкур на кожсырьевых базах. В кожевенном сырье и его отходах содержание жира колеблется в широких пределах и зависите вида и породы животного, качества кормления, климата. Например, содержание жира в шкурах крупного рогатого скота составляет 0,5.2 %, в козлине - 3.10, в овчине - 10.40, в голье из свиного сырья - 3.5 %.
Стружка кожевенная (ОСТ 17-245-73) представляет собой чешуйчатые отходы кожи, получаемые в процессе стружки кожи, выдубленных различными солями, и предназначается для выработки кожкартона и других целей. Сырьевая стружка представляет ^тонкие чешуйчатые отходы шкуры, получаемые при строгании парных или отмоченных шкур, в основном воротков шкур. По видам дубления стружку кожевенную подразделяют на стружку кожи хромового дубления и прочих видов дубления. По видам перерабатываемого сырья стружку разделяют на опойковую, выростковую шкур крупного рогатого скота, конскую, свиную, овечью, козью.
Обрезь кожи хромового дубления (ОСТ 17-225-73) образуется в виде мелкого лоскута при выравнивании контура кож хромового дубления или при обрывах при выполнении механических операций и раскрое кож на детали обуви. В зависимости от вида кож, из которых она получена, разделяют обрезь кож крупного рогатого скота, конских, свиных, козлины, овчины. В зависимости от наличия покрывной лицевой пленки обрезь подразделяют на отделанную и неотделанную. Обрезь транспортируется на предприятия в кипах, не более 80 кг каждая.
Вырубка кожевенная (ОСТ 17-441-77) образуется при раскрое кож для низа обуви на обувные детали и направляется на изготовление изделий ширпотреба и обувных картонов.
Лоскут кожевенный (ОСТ 17-218-72) - часть кожи площадью о 7 дм2, получаемая в результате разрывов или обрывов кож при механических операциях, а также в виде отходов от раскроя кож, используют на детали обуви, шорно-сидельных, одежных, технических и других изделий.
Кожевенные отходы потребления накапливаются в ТБО и представляют собой в основной массе мелкие изношенные кожаные изделия: верх обуви, галантерея (перчатки, ремни), другие предметы потребления. Кожевенные отходы потребления часто сильно загрязнены и плохо поддаются сортировке по типам отходов. Перспектива использования их в качестве вторичного сырья невелика. По данным АКХ им. К.Д. Памфилова, содержание их в ТБО невелико и определяют его вместе с резиной. Общая доля их в ТБО составляет около 2 % и в последнее время остается практически неизменной.
Переработка кожи сопровождается большим количеством вредных выбросов.
Образующиеся в кожевенном производстве отходы могут быть использованы следующим образом.
Недубленые: участки шкур (лапы, лобаши и др.), мездру незоленую, стружку сырьевую используют для производства желатина, кормовых добавок, технического жира, мездрового клея, аминокислот, гидролизатов белка, ПВА, капролона, белковой колбасной оболочки, наполнителя для кожи и т.д.;
мездру незоленую, спилковую, кантовочную обрезь, спилок гольевой непригодны й для производства кожи, используют для производства желатина, клея мездрового, кормовых добавок, технического жира, наполнителя для кожи и т.д.;
сало-сырец, мелкий лоскут свиных шкур и овчин используют для производства технического жира, мыла и т.д.
Дубленые: стружку, обрезь хромовую, лоскут, спилковую обрезь и другие отходы кожевенного производства используют для получения искусственной кожи, клеевой пасты, гидролизата, клея малярного, кожкартона, удобрения, защитных коллоидов различного значения, применяемых для работы с латексами и т.д.;
кожевенную пыль используют для приготовления резиновых смесей, при производстве пластмасс, а также для производства удобрений и т.д.;
обрезь кож низа обуви используют для производства кожкартона, изделий ширпотреба, упаковочного материала, изоляции кож порошка, фанерного производства;
лоскут кожевенный всех видов кож размером до 7 дм2 используют для изготовления деталей к ткацким станкам, лыжных креплений, седел для велосипедов, подметок для обуви, ручек для чемоданов, ремешков для бадминтона, детских колясок, футляров для очков, ремней для рюкзаков, стелек для мужской и женской обуви шипов спортивной обуви, ремней для швейных машин и т.д.
На кожевенных заводах при переработке кожевенных отходов в клей, кормовые добавки и т.п. используют достаточно простые технологические процессы и стандартное для данной отрасли оборудование.
Переработка полимерных отходов
По существующим представлениям вторичные полимерные материалы составляют ту часть полимерных отходов, которая может быть выделена из их общей массы и переведена в материальный ресурс, пригодный для дальнейшего использования. Доля вторично" полимерного сырья в общей массе полимерных отходов сильно различается по странам и внутри каждой страны по регионам и определяется уровнем технического развития, законодательством, налоговой и финансовой политикой в области отходов, принятой в данном регионе системой сбора и утилизации отходов.
Использование полимерных отходов как вторичного полимерного сырья (переработка и утилизация) даже в странах с развитой экономикой и системой законодательства в области отходов низкое. Так, из образовавшихся в 1992 г. в странах ЕС 15 млн т. полимерных отходов было механически переработано во вторичные полимеры 6,8 %. Сожжено с целью получения энергии 15,9 % без получения энергии.
Неустранимые отходы - сложные многокомпонентные отходы, содержащие помимо полимеров другие материалы, использование которых в качестве вторичного полимерного сырья требует специального оборудования и технологий.
Отходы производственного потребления накапливаются в результате выхода из строя или прекращения срока использования полимерных изделий (отходы упаковки, накапливающиеся на предприятиях торговли, оптовых базах, многооборотная полимерная тара, мешки из-под удобрений, сельскохозяйственная пленка и т.д.). Эти виды отходов в большинстве случаев имеют стабильный состав, мало загрязнены и могут быть дополнительным источником вторичного сырья, пригодного для повторного использования.
Отходы потребления, включающие полимеры, которые накапливаются в процессе жизнедеятельности населения. В конечном итоге они переходят в смешанные полимерные отходы, которые являются одним из компонентов ТБО. Смешанные полимерные отходы утилизируют вместе с ТБО на свалки или мусоросжигательные заводы.
Проблеме утилизации и переработки пластмасс из отходов потребления уделяли значительно меньшее внимание, за исключением нескольких видов наиболее массовых отходов, например сельскохозяйственной пленки. Это было связано с низким потреблением пластмасс в быту, относительно низкой стоимостью первичного полимерного сырья, отсутствием системы сбора полимерных бытовых отходов и ориентацией на захоронение, а не на утилизацию бытового мусора.
В связи с изменением политической структуры России и переходом к рыночной экономике ситуация в области вторичных полимеров резко изменилась. Сократился объем выпуска полимеров и полимерных изделий, что привело к уменьшению количества полимерных отходов производства. Возросли объемы бытовых полимерных отходов, что связано как с массовым притоком импортных товаров в современной упаковке, так и с более широким использованием полимерных материалов для упаковки и тары отечественных товаров и изделий.
Большое число предприятий используют полимерные материалы, полуфабрикаты и комплектующие для выпуска основной продукции. В первую очередь это предприятия по выпуску пищевой продукции (упаковка), предприятия по выпуску строительных материалов и конструкций, мебели, предприятия по выпуску автомобилей, машиностроительные предприятия.
Основные типы полимерных отходов, образующиеся на этих предприятиях: упаковочная пленка (полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности), литьевые изделия, полистирол, поливинилхлорид.
Неперерабатываемые отходы этих предприятий: упаковочная пленка (полиэтилен низкой плотности), пищевой полистирол (вырубка от вакуумформования), жесткая пленка поливинилхлорида, отходы искусственных кож, мягкая поливинилхлоридная плен, полиуретан.
Полимерная упаковка от пищевых и непищевых товаров имеется практически на всех предприятиях торговли. Установлено, что упаковка на 95 % состоит из пленки относительно чистого, недеструктированного полиэтилена низкой плотности, пригодного для вторичной переработки и получения из него пленочных упаковочных материалов. Объемы накопления упаковки на предприятиях торговли составляют от 0,5.3,0 до 50.150 кг/сут. Для сбора и использования этих отходов в качестве вторичных материалов необходимо запретить вывоз полимерных отходов вместе с бытовыми отходами и обязать предприятия торговли собирать и накапливать на своей территории отходы пленки и организовать их вывоз в центры сбора и сортировки полимерных отходов. Прием полимерных отходов от всех юридических лиц должен быть платным.
В мировой практике развитых стран в крупных городах в местах массового скопления населения предусмотрен раздельный сбор мусора. Для этого устанавливают отдельные контейнеры для сбора макулатуры, полимеров, стекла и стеклобоя, железных банок и т.д. В России тоже необходимо развивать систему раздельного сбора, а начать надо с раздельного сбора мусора в центре города и м массового скопления населения.
Свойства вторичных полимерных материалов, полученные в переработке полимерных отходов, возможность и область изменения определяются многими факторами, основные из которых химическая структура полимера, вид полимерных отходов, время и условия эксплуатации полимерных изделий, условия переработки, развитие рынка вторичных полимерных материалов, опыт работыпроизводителей с вторичными полимерами. Особенное нения вторичных полимерных материалов - возможность их пользования после переработки, совмещенной в случае необходимости с модификацией и наполнением в типовых процессах получения изделий из полимеров на типовом стандартом оборудовании.
Лекция 5
Утилизация вторичного полимерного сырья
В настоящее время существуют следующие пути полезного использования вторичного полимерного сырья:
сжигание с целью получения энергии;
термическое разложение (пиролиз, деструкция, разложение до исходных мономеров и др.);
повторное использование;
вторичная переработка
Сжигание отходов в мусоросжигательных печах не является рентабельным способом утилизации, поскольку предполагает предварительную сортировку мусора. При сжигании происходит безвозвратная потеря ценного химического сырья и загрязнение окружающей среды вредными веществами дымовых газов.
Значительное место в утилизации вторичного полимерного сырья уделяется термическому разложению как способу преобразования ВПС в низкомолекулярные соединения. Важное место среди них принадлежит пиролизу.
Пиролиз - это термическое разложение органических веществ с целью получения полезных продуктов. При более низких температурах (до 600°С) образуются в основном жидкие продукты, а выше 600°С - газообразные, вплоть до технического углерода.
Пиролиз ПВХ с добавлением отходов ПЭ, ПП и ПС при Т=350°С и давлении до 30 атм в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса и при обработке смеси водородом позволяет получать много ценных химических продуктов с выходом до 45%, таких, как бензол, толуол, пропан, кумол, альфа-метилстирол и др., а также хлористый водород, метан, этан, пропан.
Несмотря на ряд недостатков, пиролиз, в отличие от процессов сжигания ГБО, дает возможность получения промышленных продуктов, используемых для дальнейшей переработки.
Еще одним способом трансформации вторичного полимерного сырья является каталитический термолиз, который предусматривает применение более низких температур. В некоторых случаях щадящие режимы позволяют получать мономеры, например, при термолизе ПЭТФ, ПС и др. Получаемые мономеры могут быть использованы в качестве сырья при проведение процессов полимеризации и поликонденсации. В США из использованных ПЭТФ-бутылок получают дефицитные мономеры - диметилтерефталат и этиленгликоль, которые вновь используются для синтеза ПЭТФ заданной молекулярной массы и структуры, необходимой для производства бутылок.
Наиболее предпочтительными способами утилизации вторичного полимерного сырья с экономической и экологической точек зрения представляется повторное использование и вторичная переработка в новые виды материалов и изделий.
Повторное применение предполагает возвращение в производственный цикл использованной упаковки после ее сбора и соответствующей обработки (мойки, сушки и др. операций), а также получения разрешения санитарных органов на ее повторное применение при непосредственном контакте с пищевыми продуктами. Этот путь пригоден, главным образом, для бутылочной тары из ПЭТФ
Вторичная переработка отходов получила широкое распространение во многих странах мира. Этим путем смешанные отходы из полимерных материалов могут перерабатываться в изделия различного назначения (строительные панели, декоративные материалы и т.п.).
В США, где особенно велико использование полиэтилентерефталатной тары, принята и реализуется национальная программа, в соответствии с которой к началу XXI столетия уровень вторичной переработки бутылок из ПЭТФ будет доведен до 25-30% (по сравнению с 9-10% в начале девяностых годов). Программа предусматривает выполнение четырех этапов:
организация сбора использованной тары у населения;
сортировка собранного сырья;
переработка (предварительная и окончательная) в изделия народнохозяйственного назначения;
сбыт получаемых изделий.
Программа предусматривает также создание пунктов сбора по всей стране с привлечением до 50% всего населения, координационных центров, налаживание различных связей, рекламу,
публикацию сведений по сбору отходов, создание банка данных, обучение населения, создание "горячих" линий (до 800) для передачи своевременной информации и др. мероприятия.
Одним из перспективных направлений в этой области является производство гранулята из отсортированного сырья с использованием различных добавок, повышающих его качество (стабилизаторов, красителей, модификаторов и др.), идущего на переработку в изделия различными способами переработки.
В основе вторичной переработки отходов, например, в Германии лежит "Дуальная система", включающая сортировку и переработку отдельных видов вторичного сырья на предприятиях-производителях материалов и упаковки из них. Для облегчения сбора отходов и направления их на переработку создана система, предусматривающая прием использованной упаковки и ее направление на вторичную переработку при наличии экологической маркировки "Зеленая точка" (Der Grune Punkt). Этот знак обозначает, что данная упаковка подлежит вторичной переработке или повторному использованию, и присваивается упаковкам, прошедшим специальный конкурс, что является основным принципом "Дуальной системы".
Обычно для эффективной переработки ВПС его подвергают модификации. Существуют следующие методы модификации ВПС:
химические (сшивание пероксидами, например, пероксидом дикумила, малеиновым ангидридом, кремнийорганическими жидкостями и др.);
физико-химические (введение различных добавок органической природы, например, технических лигнинов, сажи, термоэластопластов, восков и др.), создание композиционных материалов;
физические (введение неорганических наполнителей: мела, оксидов, графита и др.) и технологические (варьирование режимов переработки).
Введение полиорганосилоксанов совместно с инициирующими добавками и последующей гомогенизацией перерабатываемого сырья позволяет регенерировать сильно изношенные материалы и восстанавливать требуемый уровень их технологических свойств. В зависимости от используемой среды и режима обработки происходит образование привитых сополимеров или пространственно-структурированных систем с образованием поперечных силоксановых связей. Их высокая прочность и низкая плотность молекулярной упаковки в полисилоксанах обеспечивает эластичность материала при одновременном улучшении механических свойств, термостабильности, атмосферо- и химстойкости.
Механические характеристики вторичного ПА из изношенных изделий можно существенно улучшить путем термической обработки сырья различными средами-теплоносителями (вода, минеральное масло и др.) с одновременным ИК-облучением. Термообработка в среде теплоносителя осуществляется по принципу отжига и включает операции нагрева, выдержки и охлаждения. При этом уровень физико-механических показателей определяется видом теплоносителя, режимом термообработки и временем сушки, которое может составлять от 1,5 до 2,5 часов.
В основе большинства предлагаемых способов лежит радикальноцепной механизм взаимодействия между активными группами вводимой добавки или наполнителя и окисленными фрагментами базового полимера. Среди всех имеющихся методов наибольший практический интерес представляет композиционные материалы из вторичного полимерного сырья. Одной из функциональных модифицирующих добавок может служить природный полимер - лигнин, являющийся отходом целлюлозно-бумажной и гидролизной переработки древесины. Он представляет собой продукт метаболизма древесины и других растений, накапливаемых в процессе лигнификации в срединной пластинке и клеточной стенке, составляя 30% всей ее массы (остальные 70% приходятся на целлюлозу и гемицеллюлозу).
По своей химической природе лигнин относится к полифункциональным фенолам, основному классу стабилизаторов полимеров, и оказывает достаточно эффективное свето - и термостабилизирующее воздействие на окисляемые и окисленные полимеры. Технология получения из него микронизированного продукта с применением электромагнитного измельчения разработана в МГУПБ
Помимо эффективного модификатора вторичного полимерного сырья гидролизный лигнин после соответствующей обработки и подготовки в виде гидролизной муки (микролигнина) может быть использован для получения таких ценных в технологии переработки пластмасс продуктов, как ароматические стабилизаторы, антиоксиданты, структурообразователи и модифицирующие добавки для термопластов, наполнители - для реактопластов, сорбенты медицинского назначения типа "ЭКОЛИС" для выведения из организма токсинов, тяжелых металлов и др. вредных для живого организма веществ, в качестве лекарственного препарата при лечении цирроза печени (исследовалось на кроликах), для получения ванилина и др. целей.
В ряде европейских стран проблема утилизации использованных пластмассовых упаковок неразрывно связана с налаживанием четкой службы их сбора, сортировки и разделения смешанных отходов, поскольку эти операции являются самыми трудоемкими.
В странах ЕС вопросы утилизации отходов упаковки решаются в рамках единого для этих стран закона, направленного на предупреждение нарастания объемов полимерной упаковки и тары, рациональных способов их утилизации, главным образом вторичной переработкой, организацией рациональной системы сбора и т.д.
Лекция 6
Переработка и утилизация отходов резины и изношенных автомобильных шин (покрышек)
Отходы резиновых изделий принято делить на отходы производства и отходы общественного потребления. Отходы производства резиновых изделий накапливаются на предприятиях, производящих резинотехнические изделия, автомобильные шины, резиновую обувь. Отходы потребления образуются в результате хозяйственной деятельности физических и юридических лиц.
Отходы производства. Отходы производства резинотехнических изделий делят:
o отходы резиновых смесей;
o невулканизованные резиновые отходы;
o вулканизованные резиновые отходы.
Отходы потребления. Основным, наиболее массовым видом отходов общественного потребления являются амортизированные шины. В мире на производство автомобильных шин расходуется половина производимых синтетических и натуральных каучуков (более 15 млн т в год), и в конечном итоге все производимые шины через определенное время попадают в отходы Время эксплуатации автомобильных шин меньше, чем время эксплуатации большинства резиновых изделий.
В мире применяют различные технологии по переработке и утилизации резиновых отходов и изношенных автомобильных шин. В этих технологиях предусмотрено использование изношенных шин и резиновых отходов для получения энергии путем сжигания, измельчение шин и резиновых отходов для получения резиновой крошки, порошка и регенерата.
Утилизация целых шин. Целые изношенные шины используют при устройстве искусственных рифов, служащих местом обитания рыб и устриц. У берегов Австралии фирмой "Гудияр" (1970 г.) был создан искусственный риф из 15 тыс. шин, у берегов Флориды - из 215 тыс. шин. Искусственные рифы из шин имеются также в Новой Зеландии, Греции, Японии, на Ямайке и в других странах. Морская вода при этом не загрязняется.
Иногда изношенные шины применяют как защитные элементы, например при укреплении склонов от эрозионных процессов. В этом случае склоны покрывают покрышками, засыпают их почвенным грунтом и сеют травы.
Сжигание шин с целью получения энергии. Использование изношенных шин для получения энергии с точки зрения экологии неоднозначно, так как это связано с выделением в атмосферу больших количеств цинка и серы.
Однако в целях утилизации шин и получения при этом дополнительной энергии в мире широко применяют сжигание шин.
Основная причина применения методов сжигания шин для лучения энергии во многих развитых странах - отсутствие эффективных технологий комплексной переработки шин с получением продукции высокого качества.
Применение шин в качестве топлива в цементной промышленности. Технология фирмы "Бридж стоун/Файрестоун" успешно используется в Японии с начала 80-х годов. По данной технологии целые или разрубленные на куски шины водятся в модернизированную вращающую печь. Металлокорд, находящийся в шинах, частично заменяет железную руду, необходимую в производстве цемента.
Однако в Швейцарии фирма "Джура цемент уоркс" в 1989 г. прекратила сжигание шин в цементных печах из-за загрязнения окружающей среды продуктами сгорания. В США из 200 существующих печей только 12 сжигают изношенные шины, несмотря на то что затраты на переоборудование печей для замены угля изношенными шинами сравнительно невелики. 2 млрд шин, лежащих на свалках США, эквивалентны 20 млн т угля и гарантируют снабжение цементной промышленности дешевым топливом в течение длительного времени.
Пиролиз отходов резины. В наиболее развитых странах: (США, Японии, Германии, Швейцарии и др.) уже длительное время эксплуатируют опытно-промышленные установки по пиролизуизношенных шин мощностью 7.15 тыс. т/год по сырью.
Пиролиз кусков шин, резиновой крошки осуществляется в среде с недостатком кислорода. Но так как большая часть этих установок работала в цикличном режиме, а получаемые продукты пиролиза требовали дополнительной очистки перед последующим пользованием, а главное - затраты не восполнялись стоимость не получаемых материалов, пиролиз старых шин практически не применяют.
Однако фирма "Энерж Рисерч Интернейшнл" (США) усовершенствовала технологию пиролиза на своей установке "Реактор", которая может перерабатывать 1 млн легковых шин ежегодно, получая из 1 т покрышек более 600 л дизельного масла № 2, 227 высокосортного технического углерода и 130.180 кг стальной проволоки.
В Канаде предусматривают строительство пиролизного завода мощностью 10 000 т в год.
В США в 1990 г. при дроблении изношенных шин было произведено резиновой крошки 30.40 тыс. т (в том числе для производства резиноасфальта 18.20 тыс. т) при положительных температурах и 13.16 тыс. т - криогенным методом.
Первая установка по получению резиновой крошки криогенным методом начала функционировать в штате Огайо (США) в 1979 г. В Великобритании построены три завода по измельчению покрышек мощностью 12 млн покрышек ежегодно. В Германии в 1979 г. начали работать 2 установки по дроблению покрышек при низких температурах (в г. Брауншвейге и в г. Эссоне). Фирма "Хэльдт" (Германия) в 1987 г. ежесуточно перерабатывала в резиновую крошку около 20 т шин с применением криогенной технологии (замораживание - молотковая дробилка - ножевая дробилка)
На российском рынке технологические линии измельчения резиновых отходов, в том числе и шин с металлокордом, при нормальных температурах предлагают следующие зарубежные и отечественные фирмы: CIMP (Франция), АО "Тушинский машиностроительный завод" (ТМЗ), РИЦ "Росполимер" (Россия).
Определяющим условием, при котором можно ликвидировать преграды, существующие для утилизации изношенных шин, - экономическая эффективность используемых технологий переработки и использования получаемых при этом продуктов. Решить проблему переработки и использования изношенных шин можно, объединив усилия всех ответственных сторон: переработчиков, потребителей, шинников, федеральных и местных исполнительных органов. Только наличие соответствующего законодательства об утилизации использованных шин открывает новые рынки для технологий переработки и применения полученных продуктов. Для этого должна быть создана система стимулирования с обязательным участием правительства.
В штате Род-Айленд должен быть принят закон о взносе Юдолл с каждой шины, проданной в штате. Деньги будут возвращены, когда изношенную шину сдадут дилеру. С 1 января 1993 г. вступил в силу закон, по которому каждая новая шина проданная в штате, облагается налогом в 50 центов. Эти деньги предназначены на развитие переработки и вторичного использования шин.
Помимо сбора 7 долл. за 1 шину, который уже платят покупатели за ликвидацию изношенных шин в штате Онтарио, принят налог на новую шину 5 долл. без указания, как будут использованы эти деньги.
В штате Вашингтон берут сбор 1 долл. за каждую новую проданную шину, который предназначен для поиска новых вариантов ликвидации и регенерации шин.
В штате Северная Каролина при продаже новых шин берут 1% -й налог, который распределяют между округами штата на ликвидацию изношенных шин.
В штатах Орегон, Юта и Висконсин выделяют субсидии на вторичное использование изношенных шин, включая производство из них топлива и битума.
В штате Миннесота налог на продажу новых шин используют для формирования фонда, из которого финансируют исследовательские работы по переработке шин, дотируют фирмы, привлекаемые к этим работам, и покрывают расходы " расчистку хранилищ старых шин.
Целесообразны разработка и принятие соответствующего местного и, возможно, федерального закона, регламентирующего порядок сбора и хранения изношенных шин, их переработки и использования, а также экономическое стимулирование решения проблемы в целом за счет ввода дополнительного налога на продажу новых шин.
С целью уменьшения негативного воздействия изношенных шин на окружающую среду целесообразно создание специальных пунктов по хранению изношенных шин на кооперативной или другой основе, которые должны иметь: огороженную территорию; бетонированную площадку для хранения шин с соблюдением всех правил противопожарной безопасности; весы для взвешивания ввозимого и вывозимого сырья; устройства для погрузочно-разгрузочных работ; здания и сооружения, необходимые для работы пункта; подъездные пути для автомобильного и железнодорожного транспорта.
Дорожные покрытия в США, Бельгии, Австрии и Японии получены хорошие результаты при использовании резиновой крошки в дорожном строительстве. В США покрытие дорог асфальтом с содержанием резины оказалось намного дороже, а качество покрытия не отличалось от обычного асфальта. Несмотря на это, новый закон о транспорте поддерживает применение асфальтовых покрытий с содержанием резины. В Японии резиновую крошку с размерами частиц менее 1 мм используют для изготовления балластных и пластинчатых матов, применяемых для предотвращения колебаний полотна железных дорог.
Подобные документы
Проблема накопления отходов производства и потребления, ее актуальность на современном этапе в Беларуси, направления и перспективы разрешения. Классификация отходов и анализ их негативного воздействия на окружающую среду, пути и значение утилизации.
презентация [2,9 M], добавлен 14.04.2016Воздействие бытовых отходов на окружающую среду. Ликвидация твердых отходов. Рециклизация как вторичная переработка. Комплексная программа ликвидации. Опыт использования технологий утилизации мусора. Виды разлагаемых пластиков и способы их утилизации.
контрольная работа [577,0 K], добавлен 03.07.2009Особые виды воздействия на биосферу, загрязнение отходами производства, защита от отходов. Сжигание твердых отходов: диоксиновая опасность, плата за хранение и размещение отходов. Утилизация отдельных видов отходов и люминисцентных ламп, переработка.
курсовая работа [476,3 K], добавлен 13.10.2009Общие сведения о твёрдых бытовых отходах. Анализ основных компонентов ТБО. Правила обращения с ними. Существующие способы разделения отходов ТБО в Российской Федерации. Направления утилизации их в Японии, Европе и Америке и Республике Казахстан.
реферат [17,8 K], добавлен 17.12.2015Мониторинг состояния окружающей природной среды на территориях объектов по размещению отходов, цели его проведения. Особенности воздействия отходов на окружающую среду. Методы проведения мониторинга отходов. Функционирование специальной лаборатории.
отчет по практике [41,0 K], добавлен 21.05.2012Токсичные отходы. Отрицательное воздействие на окружающую среду. Утилизация отходов. Проблема повышения использования отходов производства. Методы обезвреживания и переработки твердых бытовых отходов: ликвидационные и утилизационные.
реферат [9,4 K], добавлен 25.10.2006Анализ источников образования отходов производства и потребления на основных и вспомогательных производствах аэропорта. Основные технологии утилизации отходов, используемые в аэропортах России. Инсинератор для уничтожения отходов с воздушных судов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.09.2014Сущность и принципы формирования санитарной очистки города. Сбор и временное хранение отходов. Концепция обращения с отходами производства и потребления в Башкортостане. Технологии обезвреживания отходов, применяемые в системе санитарной чистке городов.
курсовая работа [61,8 K], добавлен 12.08.2012Переработка и утилизация отходов как сложная, многофакторная экологическая и экономическая проблема. Знакомство с основными направлениями утилизации и ликвидации отходов полимеров: сжигание вместе с бытовыми отходами, захоронение на полигонах и свалках.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 19.08.2013Анализ системы контроля за утилизацией отходов на промышленных предприятиях США: почасовой учет материальных потерь, ежедневная и ежемесячная отчетность. Характеристика государственного регулирования деятельности в области обращения с отходами в России.
контрольная работа [226,8 K], добавлен 09.08.2010
