Способы вторичной утилизации отходов

Вторичная переработка, или рециклинг – это рациональные методы утилизации промышленных и бытовых отходов, повторное использование и возвращение в оборот полезных компонентов мусора. В мире актуальным становится внедрение многократных циклов переработки отходов и это связано с рядом факторов:

• Многие природные ресурсы на планете ограничены в количестве, или возобновляются длительный период времени.
• Промышленный и бытовой мусор становятся главными разрушителями экологического баланса целых регионов.
• Ценные компоненты отходов являются более дешевыми источниками сырья и материалов, чем природные.

Кроме того, переработка и утилизация – эффективный инструмент экономики, ведь богатым становится тот хозяин, который бережет и разумно использует данные ему ресурсы.

В развитых странах давно применяются технологии использования отходов во вторичном производстве. В России это направление только становится актуальным. Для того чтобы оно получило динамичное развитие необходимы:

1. Внедрение линий по сортировке отходов промышленности и бытового мусора.
2. Экономические условия, чтобы заинтересовать предприятия и граждан в сортировке отходов.
3. Государственная политика в сфере обращения с отходами – создание правовых и экономических механизмов для развития вторичной переработки.

В странах, где большое значение уделяется охране экологии и экономии ресурсов, управляющим предприятиями и гражданам вменяется в обязанность выбрасывать отходы в разные контейнеры, так в обществе формируется культура обращения с отходами.

Виды отходов, имеющих значение для переработки

К отходам, переработка которых дает неплохой доход относятся:

• Бумага и картон.
• Металлы.
• Стекло.
• Резина.
• Нефтепродукты.
• Электроника.
• Полимеры.
• Древесина.
• Органические отходы.
• Строительный мусор.

Это ценные виды вторичного сырья, переработка которых позволяет изготавливать множество видов продукции.

Вторичная переработка бумаги и картона

Современные технологии вторичной переработки бумаги и картона практически не наносят вреда окружающему пространству. Во время циклов восстанавливается до 80 % целлюлозных волокон, что более чем достаточно для выпуска новых партий бумаги и картона.

Повторное использование отходов бумаги и картона позволяет спасти от вырубки деревья и оздоровить состояние природной среды – целлюлозо-бумажные комбинаты загрязняют природную среду выбросами в воздух и водоемы.

Из вторичного сырья производятся:

• Туалетная бумага.
• Картонные упаковки.
• Строительные материалы.

Экономическая целесообразность рециклинга бумажных отходов очевидна. Первый станок для переработки бумажного сырья из отходов появился еще в конце 18 века. Основой технологии стало замачивание и растворение макулатуры в большом объеме воды, после чего жидкую массу высушивают и формируют из нее новые продукты.

Повторное использование отходов бумаги и картона включает ряд последовательных операций:

1. Сортировка. На производственных линиях отходы разделяются на 12 марок, в зависимости от качества исходного сырья, цвета, наличия добавок и времени растворения в воде. Первые 7 марок объединяют картонную продукцию, они идут в производство тары, гофрокартона, лотков для яиц, термоизоляторов для строительной отрасли.

Остальные марки пригодны для выпуска бумажной продукции, их используют в производстве туалетной бумаги, газетной бумаги, бумажных мешков и прочего. До сих пор на линиях сортировки применяется ручной труд, по другому разделить бумажные отходы на фракции пока не удается.

2. Роспуск и очистка от примесей. Отходы одной марки поступают в гидроразбавители, где их заливают водой. После растворения отходы распускаются на волокна, для этого их продавливают через сито. Во время операции с водой уходит часть примесей. Доочистка сырья проходит на циклонных очистителях, в грязеприемниках которых оседают тяжелые частицы примесей. В результате получается суспензия с отдельными включениями нераспустившихся бумажных остатков.
3. Тонкая очистка. Оставшиеся в массе нераспустившиеся кусочки макулатуры пропускаются через аппараты, где их перетирают на отдельные волокна. Сырье поступает на центробежные отсеиватели, где производится их окончательная тонкая очистка. Если макулатура загрязнена клеевыми составами, битумами, воском или парафином, то потребуются дополнительные методы очистки.

Бумажные отходы получают новую жизнь в виде востребованных товаров хозяйственного назначения.

Вторичная переработка металлов

Самым распространенным видом отходов для вторичной переработки является лом черных металлов, конкретно, чугун. Для переплавки принимается промышленный и бытовой лом чугуна. Большую часть лома чугуна поставляют промышленные предприятия, это:

• Поддоны, формы для отливки.
• Станины станков.
• Негабаритные куски, оставшиеся после отливки.
• Стружка и остатки изделий, полученные при обработке.
• Старое демонтированное оборудование.

Бытовые потребители часто сдают в лом готовые изделия, вышедшие из употребления:

• Ванны, радиаторы, канализационные трубы.
• Садовую мебель.
• Бытовые приборы и утварь – старинные утюги, мангалы и барбекюшницы, сковороды, ухваты.

В связи с кризисом в металлургической отрасли вторичная переработка чугуна становится актуальной и получает быстрое развитие. Чугунный лом признается ценным стратегическим сырьем, а многократные циклы переплавки металла способствуют сохранению экологии. Металлургические литейные комбинаты – главные загрязнители природной среды.

Вторично переработанный чугун применяется в производстве машин, в производстве сантехнических приборов, строительных материалов, в декоративном литье.

При переработке чугун проходит ряд стадий:

1. Сортировка. На первом этапе лом чугуна сортируется на отходы литейного производства, лом с высокой долей содержания фосфора и других добавок.
2. Переплавка и литье. Однородные виды чугунного лома поступают на переплавку и линии отлива готовых изделий.

Еще более остро перед миром стоит проблема вторичного использования цветных металлов. В промышленном производстве используется более 70 видов металлов, чьи ресурсы в недрах ограничены. Для вторичной переплавки цветного лома применяются электрические индукционные печи, которые делают процесс экономически прибыльным – обогащение руд цветных металлов обходится значительно дороже. Помимо этого при первичном литье окружающее пространство заражается серными газами, солями свинца и тяжелых металлов.

В России пока развиваются вторичные технологии переплавки таких металлов, как:

• Свинец.
• Медь.
• Алюминий.
• Цинк.

Практически не используется олово, бронза, латунь, сплавы, содержащие магний и титан.

На пунктах приема металлов принимают лом черных и цветных металлов, за исключением:

• Изделий, загрязненных лаками, маслами, нефтепродуктами, строительными составами, клеем.
• Лома, сильно пораженного коррозией.
• Изделий, находящихся под давлением – баллонов, капсул.

По оценкам специалистов вторичная переработка металлов – перспективное направление для развития частного бизнеса.

Вторичная переработка стекла

Стекло – материал, который может подвергаться бесконечным циклам рециклинга без потери качества. Утилизация стеклянной тары и боя имеет ряд выгод:

• Экономическую целесообразность.
• Меньшие энергозатраты на выпуск единицы продукции.
• Предпочтительнее с точки зрения урона для окружающей среды.
• Переработка тонны стекла позволяет сэкономить более 600 кг песка, 200 кг известняка и почти 200 кг соды.

В нашей стране абсолютное большинство стеклянных отходов составляют пустые банки и бутылки. Бой стекла, по прежнему, смешивается с твердыми бытовыми отходами и вывозится на полигоны для захоронения. Кроме того в России популярность имеет только переработка стекла для производства строительных материалов.

В последнее время начали появляться предприятия с замкнутым циклом переработки стеклянных отходов. Цикл включает несколько этапов переработки:

1. Сортировка, поступающих бутылок и боя по цвету и составу.
2. Измельчение сырья в крошку.
3. Очищение от грязи и посторонних предметов. Для удаления металлических крышек используют магнит.
4. Тонкая сортировка. Если на первом этапе стекло сортируют вручную, то здесь в работу включаются аппараты, которые оптически определяют цвет стекла и сдувают их на соответствующий конвейер. Вот почему самым ценным сырьем признается чистое и прозрачное стекло, не требующее сортировки.
5. Плавка. Стеклянный бой поступает в печи на переплавку. Для этого нужна более низкая температура, чем при первичном производстве, поэтому экономится энергия.
6. Формирование изделий. Полученная расплавленная масса поступает на формовочные линии, где из нее создаются новые изделия.
7. Термическая обработка. Готовые изделия проходят отжиг в печах для снятия внутренних напряжений в стекле.
8. Технический контроль изделий.

При внесении в бой стекла различных добавок, получаются изделия, обладающие определенными свойствами:

• Добавка бора в силикатное стекло придает прочность, такое сырье используется для производства термостойкой посуды и заварочных чайников.
• Добавка свинца обязательна при производстве декоративной посуды.
• Добавка стекловолокна необходима при выпуске оптоволоконных кабелей.

Основная проблема, которая тормозит развитие рециклинга стекла в России – это загрязнение. Не каждый производитель хочет связываться с сортировкой и очищением сырья. Также популярности не прибавляет низкая стоимость стеклянной тары, полученной после вторичной переработки. Тем не менее, использование стеклянных отходов позволяет сберегать природные ресурсы и экологическую среду.

Вторичная переработка резины

Большая проблема человечества – утилизация использованных автомобильных покрышек. У нас их часто можно видеть вдоль дорог, под мостами, в обочинах. В естественных условиях многокомпонентные покрышки разлагаются не одну сотню лет, загрязняя почву, воду и воздух токсическими продуктами распада. Ситуация настолько обострилась, что скоро на утилизацию изношенных изделий нужно будет тратить больше средств, чем на первичное производство.

В мире проблема утилизация резины решается в 2 направлениях:

1. Сжигание или пиролиз покрышек с целью получения энергии тепла или электрического тока.
2. Измельчение резины и добавка ее в битум, в составы мастик и пластики.

Пиролиз покрышек не получил пока большого размаха из — за того, что разработки ученых в этой сфере признаны несостоятельными. А вот процесс вторичного использования резины идет полным ходом. В США более 60 % покрышек направляются во вторичное производство.

В России переработка использование покрышек во вторичном производстве продвигается медленно. Для этого существует ряд объективных причин:

• Российские покрышки помимо металлического корда содержат большой процент технического текстиля, в то время как в западных его настолько мало, что при переработке можно пренебречь.
• Импортные линии для переработки покрышек не подходят под российские условия из — за разности составов.
• Оборудование для многоступенчатой переработки резины, металлического корда и текстиля стоит на порядок дороже.

Автомобильные и авиационные покрышки, не имеющие серьезного износа, можно восстановить методами холодной и горячей вулканизации. Холодный метод – более прогрессивная технология, которую активно практикуют страны ЕС. Там покрышки проходят 5 — 6 восстановительных циклов, прежде чем отправиться на утилизацию. В России этим методом восстанавливают лишь импортные покрышки, так как особенности повреждений скатов отечественных шин не позволяют его применять.

Большинство резиновых отходов в нашей стране хоронится на полигонах ТБО. Это несет серьезную опасность, так как покрышки хорошо поддерживают горение и образуют столбы черного смрадного дыма, содержащего токсины и канцерогены. Гораздо разумнее направлять изделия на вторичную переработку. Получаемая резиновая крошка идет на строительство дорог и спортивных сооружений, из нее делают подошву для обуви, коврики и много других полезных изделий.

Вторичная переработка полимеров

Изделия из полимеров стали неотъемлемой чертой технического прогресса. Благодаря своим уникальным свойствам эти изделия широко применяются в промышленном производстве и быту. Ежегодно растет число отходов полимеров, которые в естественных условиях практически не разлагаются. Мир идет по пути многократного использования полимеров из промышленного и бытового мусора.

Вторичной переработке подвергаются такие виды пластика, как:

• Полиэтилен.
• Полипропилен.
• Полистирол.
• Поливинилхлорид.
• Поликарбонат.
• Полимерные смеси.

Вторичная переработка полимеров может стать прибыльным бизнесом, ведь из сырья получается много полезных и востребованных товаров.

Самая большая проблема вторичной переработки полимеров – сортировка. Легче всего ей подвергаются отходы полимерного производства – обрези, наплывы. Они чистые и имеют одинаковую структуру. Линии по измельчению и гранулированию сырья устанавливаются непосредственно на производстве.

Хуже обстоит дело с полимерами из промышленных и бытовых отходов. Они нуждаются в сортировке и очищении. Сортировка проводится:

• По виду пластмассы.
• Цвету.
• Форме.
• Габариту.

На производствах этапы сортировки проводятся вручную. После этого отходы поступают на сортировочный узел, где очищаются от грубых загрязнений. Перед измельчением сырье обязательно моется и хорошо сушится.

Измельчение – главный процесс вторичной переработки полимеров. Поскольку размер частиц, их объем, сыпучесть и плотность определяют дальнейшее участие в производстве готовых изделий.

После измельчения частицы полимеров сепарируются по фракциям. Это производится несколькими способами – флотацией, аэросепарацией, разделением в тяжелых средах, химическим методом, электросепарацией. В последнее время активно внедряется криогенный метод сепарации, он имеет ряд преимуществ перед другими – высокая скорость смешивания и однородное распределение гранул в смеси.

Производство для вторичной переработки полимеров должно включать ряд технологических линий – сортировки, помывки, сепарации, экструдирования, грануляции, дозирования. Для этого требуются первоначальные затраты. Развитие циклов переработки в России тормозиться низкой окупаемостью стартовых вложений.

Вторичная переработка отходов древесины

В современном производстве, наряду с использованием лесоматериалов, широко распространена вторичная переработка отходов древесины и изготовление на их основе инновационных материалов. Глубокая переработка древесины отличается простотой технологических процессов, невысокой стоимостью оборудования, отсутствием необходимости в профессиональном обслуживании.

После того, как отобран массив, корни, кора, щепа, горбыль, зеленые ветви и прочее подается на перерабатывающее предприятие. По объему отходы древесины значительно превосходят полезную часть, которая используется заготовщиками. На площадке отходы сортируются по виду и породе, штабелируют и подают на линии переработки.

Крупные кусковые отходы и щепа перемалываются в крошку, они направляются на целлюлозо — бумажные комбинаты для производства бумаги, используются для гидролиза, из них изготавливаются химические препараты и стройматериалы.

Особых условий требует производство технической щепы для изготовления древесных плит – ДВП и ДСП. Для измельчения применяются дисковые рубильные агрегаты и транспортерные линии – скребковые, ленточные и шнековые.

Отходы древесины, которые не имеют промышленной пользы, используются для получения энергии методом высокотемпературного пиролиза.

Опилки охотно покупают садоводческие и фермерские хозяйства, их используют в качестве подстилки для скота и производства компоста. Они применяют для производства наполнителей для биотуалетов, древесного угля, топливных пеллетов.

Из зеленых ветвей хвойных пород изготавливаются витаминные концентраты, которые идут на производство кормовых добавок и антибиотиков для домашних животных.

Как итог, стоит отметить, что вторичная переработка отходов – необходимое направление хозяйственной деятельности. Иначе мир может задохнуться от нарастающих объемов мусора или впасть в коллапс от недостатка природных ресурсов. Будущее за рециклингом! Задача России не отстать в технологиях вторичной переработки от развитого мира.