Что мы знаем о накоплении и утилизации отходов пластика? Факты и цифры
Для того чтобы наобещать цивилизации всякие виды мучительной гибели, сегодня вовсе не обязательно заглядывать в «Откровения Иоанна-богослова». С этим может справиться простой пластиковый пакет об руку с ПЭТ бутылкой. Ведь в мировом океане уже к 2025 году, до которого осталось каких-то 5 лет, секунда по историческим понятиям, на одну тонну рыбы придется 3 тонны пластика — это 600 бутылок на каждые 10 кг рыбы. Остров в Тихом океане, целиком состоящий из пластиковых отходов по площади, занимает примерно три Франции. И не стоит думать, что пластиковый мусор в нем плавает лишь на поверхности: постепенно разрушаясь, до 70% его падает на дно, зависает на глубине и совершенно невозможно оценить, насколько загажен на этой огромной площади Тихий океан. Разброс в оценках составляет от 5 до 50 триллионов тонн – в 10 раз.
Пластики – удивительная группа материалов с самыми разнообразными свойствами, давно служащие человеку. Изобретение первого искусственного материала, целлулоида, относится к 1855 году. Вторым прорывом был бакелит, изобретенный в 1907 Лео Бакеландом. С тех пор пластик проник абсолютно во все стороны человеческой жизни и сделался совершенно незаменимым. И, как обычно происходит, начал потихоньку диктовать условия. Сегодня пластик отбирает 8% всей добытой нефти, причем половина идет на его производство, а половина – на утилизацию.
Отходы из пластика, количество которых нарастает со скоростью снежного кома, плохо поддаются утилизации: например, с помощью различных технологий перерабатывается всего 7% пластиковой упаковки. Хотя если проанализировать эти цифры, выяснится, что, например ЕС отправляет такие отходы в низкодоходные страны и считает их утилизированными, в то время как реальную судьбу этих отходов проследить просто невозможно. Чемпионом в переработке пластика является Тайвань, где процент переработки пластиковых отходов достигает 55%.
А что в России? Проблема переработки пластиковых отходов встали перед Россией гораздо позже, чем перед Европой: в Советском Союзе в качестве упаковочного материала гораздо больше использовали бумагу, утилизация которой была достаточно хорошо отработана. Не было ни правовой базы, ни технологий, ни даже интереса к проблеме утилизации пластика. Только в конце XX века об этой проблеме заговорили, ориентируясь на мировой опыт. Несмотря на то, что по данным журнала «ТБО» пластиковые отходы составляют всего 6% от общего количества ТКО, это особый вид отходов, требующий различных подходов как по типу, так и по региону образования. Утилизация пластиков представляет собой проблему, в основном по двум причинам: разнообразия и сложности химического состава и длительного периода распада отходов.
Виды пластиков: какие можно перерабатывать? Что означают треугольники с цифрами
Коды переработки пластика – специализированные обозначения материала, из которого изготовлено изделие. Маркировка, состоящая из идентификаторов в виде цифр и букв, значительно облегчает процесс сортировки пластиковых отходов и последующей переработки. Именно в зависимости от физико-химических характеристик полимера определяется способ обращения с его отходами.
| | | |
ПЭТ, ПЭТФ
Полиэтилентерефталат
PET/PETE | | -
-
-
температура плавления - от 245°C -
устойчивость к растворителям и агрессивным жидкостям -
повторное использование не рекомендуется, могут выделяться фталаты -
| бутылки для питьевой воды, безалкогольных и спортивных напитков, банки для специй, жаропрочные контейнеры для еды и мешки для запекания, банки для лекарств, волокна для одежды |
ПНД, ПЭВП (ПЭНД)
Полиэтилен высокой плотности/ Полиэтилен низкого давления
PEHD/HDPE | | -
высокая устойчивость к влаге и химикатам -
-
гладкая воскообразная поверхность -
-
термический неустойчивый материал -
температура плавления - от 120°C -
низкая степень опасности => практически не выделяет вредных веществ -
| бутылки для молока и негазированных напитков, строительная трубы, мебель, упаковка для продуктов питания, бутылки для шампуня и жидкости для полоскания рта, пластиковые заборы, горшки для растений |
| | -
может быть жестким и гибким -
-
-
высокая устойчивость к химикатам, жиру и маслу -
-
при нагревании выделяет канцерогенные вещества, негативно влияет на организм человека (гормональный баланс, репродуктивную и иммунную системы) -
cодержит фталаты, бисфенол А, винилхлорид, ртуть и т.д. -
при сжигании выделяет диоксины! -
| водопроводные трубы, прозрачная упаковка для продуктов питания, термоусадочная пленка, пластиковые детские игрушки, скатерти, виниловые напольные покрытия, детские игровые коврики и блистеры (например, для медикаментов), оконные и дверные рамы, медицинские изделия, трубы и фитинги, оболочка из проволоки и кабеля, водостоки, изделия из синтетической кожи |
ПВД
Полиэтилен низкой плотности/
Полиэтилен высокого давления
LDPE/PEBD | | -
-
-
-
низкая температура плавления - от 100°C -
в редких случаях выделяет формальдегид -
| мешки для химической чистки, мешки для газет, мусорные мешки, а также «бумажные» коробки для молока и стаканы для горячих/холодных напитков, упаковочные пленки, пузырчатая упаковка, мешки для покупок, мешки для замороженных продуктов, мешки для проволоки и кабеля, мешки из высокопрочных материалов |
| | -
устойчивость к низким и высоким температурам, к агрессивным жидкостям -
устойчивость к низким и высоким температурам, к агрессивным жидкостям -
-
относительно безопасен и безвреден -
высокая температура плавления - от 160°C -
выделяет формальдегид при неправильном хранении либо длительном применении -
| баночки для йогуртов, крышки для бутылок, бутылки для кетчупа и сиропа, рефрижераторные контейнеры, горшки для растений, питьевые соломинки, ланч-боксы |
| | -
эксплуатационная гибкость, прозрачность -
теплоизоляционные свойства -
высокая температура плавления - от 240°C -
относится к канцерогенам, неблагоприятно действующим на кровеносную и репродуктивную системы, печень и почки -
при высоких температурах выделяет вредное вещество – стирол -
частично подлежит переработке (имеются ограничения) | одноразовая посуда чашки, тарелки, контейнеры, лотки для мяса в супермаркете, яичные коробки, коробки для продуктов питания, вешалки для одежды и футляры |
Другие виды пластика
Other types of plastic | | -
любые другие виды пластика (поликарбонат, полиамид, нейлон, биопластики и т.д.), кроме вышеперечисленных -
использование для пищевых целей допустимо только при наличии соответствующей маркировки -
при нагревании выделяет бисфенол А! -
| волоконный текстиль, бутылки для кулера, «биоразлагаемый» пластик, тюбики для зубной пасты, многоразовая тара |
Методы утилизации и переработки пластиковых отходов
Основные методы обращения с пластиковыми отходами можно разделить на 4 группы:
- Механическая переработка (вторичная переработка)
- Химическая утилизация
- Захоронение
- Термические методы (инсинерация, пиролиз)
Механический метод – грануляция, так можно переработать отходы пленки, поликарботната, полиэтилена низкого давления, полистирола и пенополистирола, полиамида и некоторых других. Метод заключается в нагреве, пропускании через экструдер, гранулировании и охлаждении. Гранулы затем можно повторно использовать в производстве пластиковых товаров. Недостатком этого метода можно считать тот факт, что из вторичного сырья удастся изготовить лишь менее качественные пластиковые товары.
Химическая утилизация (рециклинг) вовлекает применение токсичных растворителей, с помощью которых также не удастся «пересоздать» пластик исходного качества. Кроме того, любой химический процесс критически зависит от однородности сырья, чего трудно добиться в отношении отходов. Необходимы сортировочные мощности.
Преимущества и недостатки такого метода как захоронение несколько неуместно даже обсуждать. Это метод позавчерашнего дня, к сожалению, широко распространенный и сегодня в силу относительной дешевизны для настоящего момента, однако в ближайшем будущем он отыграет куда худшими опасностями, чем остальные методы.
Термические методы, подразделяемые на инсинерацию и пиролиз, также широко применяются для утилизации пластиков. Преимущество инсинерации – в ее «всеядности» и уменьшении изначального объема отходов, особенно в отношении пластиков, обладающих немалой теплотворной способностью (конечно, теплотворная способность разных видов пластика кардинально различается). При условии качественной современной системы газоочистки инсинерацию широко используют и сегодня, например, Германия сжигает до 60% своих пластиковых отходов. Всплеск инсинерации пластика наблюдался в 2000-2016 годах в Европе, где количество сжигаемого пластика увеличилось на 61%. В Китае действует 231 крупный мусоросжигательный завод и соответственно, доля инсинерации там тоже велика. Однако, бессмысленная трата достаточно ценного вторичного ресурса сегодня непозволительна.
Пиролиз предполагает нагрев сырья без доступа кислорода и разложение полимерных цепочек без их окисления. Это достаточно перспективный способ, в меньшей степени, чем инсинерация или химический рециклинг нагружающий окружающую среду, имеет одну ахиллесову пяту – низкую производительность. Практически все пиролизные технологии, представленные на современном рынке, до сих пор имеют периодический или полунепрерывный принцип работы, что связано со сложностью герметизации процесса.
Вращающаяся печь непрерывного пиролиза УТД-2 – идеальное решение для переработки отходов пластика
Компания IPEC, уже хорошо известная своими установками непрерывного пиролиза углеводородсодержащих отходов УТД-2 различной производительности, разработала новую технологию непрерывного пиролиза, предназначенную для утилизации различных видов пластика: полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиэтилентерефталата, полиамида и некоторых других, кроме поливинилхлорида, в котором присутствует хлор.
Технологический процесс переработки пластика в УТД-2:
Пластиковые отходы из загрузочной емкости подаются на измельчитель и после него на экструдер, где проходит нагрев и плавка пластических масс до пастообразного состояния. Далее сырье подается в реактор, нагреваемый горелками на пиролизном газе, образующемся в процессе реакции. В реакторе, благодаря вращению камеры, сырье равномерно распределяется по стенкам и разлагается без доступа кислорода. Далее парогазовая смесь проходит фильтр пиролизных газов, где очищается от тяжелых компонентов и механических примесей (золы) и поступает в каталитическую колонну, которая препятствует образованию парафинов. После парогазовой смеси она подается в газожидкостный сепаратор, где разделяется на жидкую и газовую фазу. Жидкость – пиролизное топливо – сливается в бак хранения (готовой продукции). Пиролизный газ через газоосушительную колонну, где отделяется остаточный водяной пар, подается на горелки через фильтр и газовый компрессор.
Сухой углеродный остаток непрерывно удаляется из реактора с помощью системы автоматического золоудаления в бункер – золоприемник.
Дымовые газы из топки, не содержащие вредных примесей, вытягиваются дымососом в дымовую трубу и выбрасываются в атмосферу. Если температура дымовых газов превышает допустимую по нормативам, предусмотрено либо разбавление их атмосферным воздухом, либо, в качестве опции, блок рекуперации тепловой энергии.
Производительность Комплекса – от 1000 кг пластиковых отходов в час
Главное преимущество процесса IPEC – его непрерывность. Технология пиролиза, дополненная каталитическим блоком – наиболее перспективная из имеющихся на сегодняшний день термических технологий утилизации пластиковых отходов. У нее лишь одно значимое требование – настоятельная необходимость в герметизации реактора и строгой изоляции процесса от окружающей среды. Проникновение атмосферного воздуха в процесс немедленно приводит к аварийной ситуации. К счастью, в IPEC давно знают, как обезопасить оборудование и персонал, безаварийная работа УТД-2 подтверждена многими Заказчиками.
Ознакомиться с Установкой термической деструкции с вращающимся реактором серии УТД-2 для переработки пластика
Статья «Переработка пластиков: технология непрерывного пиролиза, которая работает» опубликована в корпоративном журнале «ЭКОИНЖ»
При использовании материала/любой его части ссылка на авторство и сайт (www.i-pec.ru) обязательна