Переработка полимерных отходов

Когда полимеры выходят из строя, требуется утилизация или же вторичная переработка полимерных отходов. Но тут следует учесть, что такие высокомолекулярные продукты по происхождению делятся на несколько базовых разновидностей:

1. технологические;
2. производственные;
3. бытовые.

К числу технологических отходов относят низкомолекулярный полимер, гранулят. Они формируются при изготовлении пластмассы. Качественная переработка полимерных отходов на специальном оборудовании позволяет применять их вторично. С производственным видом все иначе. К их числу относят брак, куски, литники, трубы. Это всевозможные отходы, срок годности которых истек или же назначение выполнено. Полимеры часто бывают представлены использованной упаковкой, различными видами тары. Они перерабатываемые, нетоксичные.

К бытовым отходам относят баночки, бутылки, канистры из пластика, а также полиэтиленовые пакеты. Это изделия, срок годности которых завершился. Они уже не пригодны для дальнейшего использования.

При переработке учитывают и другую классификацию полимеров. Их делят на ректопластичные и термопластичные. Последним свойственно плавится. В итоге они становятся вязкими и жидкими. К таковым относят полипропилен и полиэтилен. Ректопластичные в жидкое, тягучее или вязкое состояние не переходят. Только термопластичным соединениям характерна вторичная переработка полимерных отходов.

Старение полимеров

При эксплуатации полимерные изделия подвержены влиянию целого перечня физико-химических факторов. В и числе температура и освещение, воздух и влага, ветер и радиация, химические реагенты, а также механические нагрузки. Структура вещества изменяется. Это называют старением полимеров. Деструкция предусматривает разрыв молекулярных связей. Он проявляется потерей эластичности и прочности. Изменяется показатель жесткости и хрупкости, структура и цвет. При структурировании молекулярные цепи срастаются. Результатом старения полимеров считается потеря определенных эксплуатационных качеств товара.

Доля отходов, которые формируются в бытовых условиях, составляет порядка 60%. Например, на переработку ПВХ отходов, то есть поливинилхлорида, идет около 10% от общего количества. Между тем в отходах может содержаться более 13,6% этого материала. На ПЭ – до 20% пригодно к переработке, хоть содержание в отходах достигает 34%.

Такая же ситуация касается и других разновидностей полимерных материалов. Так переработка ПЭТ отходов производится лишь с 15% от общего количества. Хоть в отходах содержится до 20,4% материала. Вопрос утилизации таких полимерных материалов сегодня достиг глобальных масштабов. Поэтому общество организует раздельный сбор мусора, рециклирование отходов, а также стремится ликвидировать несанкционированные свалки.

Утилизация полимерных отходов

Чтобы избавиться от пластиковых отходов сегодня практикуют три наиболее распространенных способа. В их числе захоронение, утилизация, а также переработка. Захоронение осуществляется в первозданном виде. Разумеется, такое решение вопроса небезопасно. Полимеры разлагаются медленно. Необходимы огромные земельные площади, чтобы организовать специализированные полигоны. Утилизация полимеров частично решает проблему. Это способ более гуманный относительно физического засорения экосистемы.

Для утилизации полимерных материалов проводится пиролиз или сжигание. В последнем случае предусматривается достаточно быстрый метод. Мусор не требуется предварительно сортировать и подготавливать. Однако пластик в процессе горения выделяет токсичные вещества. Они способствуют созданию парникового эффекта. Это провоцирует увеличение озоновых дыр.

При пиролизе получают твердые, жидкие остатки и газ, причем без доступа кислорода. Это осуществляется при высоких температурах. Газ применяют в качестве топлива, твердые компоненты – для промышленного сырья, жидкие – для теплоносителя. Каждый из способов нельзя назвать экологически эффективным. Сжигание и пиролиз сопровождаются планомерным выбросом вредных веществ непосредственно в атмосферу. Это приводит к загрязнению всей экосистемы. Рациональным решением становится переработка отходов пленки и других полимерных материалов.

Технологии переработки полимерных отходов

Согласно официальным данным переработка ПВХ отходов позволяет получить тысячи тонн сырья. Однако в таком случае предусматриваются существенные энергетические и экономические затраты. Между тем воздействие полимерных отходов на состояние окружающей среды вызывает действительно серьезное беспокойства. Это не только общественная угроза, но и большая экологическая проблема. ПЭТ устойчив к влиянию окружающей среды. Данный материал в естественных условиях не разлагается. При сжигании ПЭТ осуществляется выброс токсичных газов в атмосферу.
Процесс уничтожения или переработки пластмассы считается наиболее дорогостоящим. Он обходится втрое дороже, чем аналогичных процесс с бытовыми отходами, и в восемь с промышленными. Для каждого вида полимеров нужна специальная переработка. Многие упаковки производят из полимеров, картона, фольги и бумаги. Для их переработки необходим особый подход. Такая тара даже в мусоросжигающих печах не сгорает.

Перспективным направлением переработки сегодня считается рециклинг. Наиболее распространенные способы базируются на соответствующих физических, а также химических процессах. Речь идет про гликолиз, гидролиз, пиролиз и метанолиз. Гидролиз чаще всего применяют за рубежом. Он осуществляется при воздействии катализаторов, высоких температур и кислот. Метанолиз проводят в специальных печах при заданном давлении и температуре. Гликолиз предусматривает использование специальных спиртов, катализаторов и температурного режиме. Пиролиз используют без доступа кислорода. В этом случае превыше всего воздействие высоких температур.

Однако себестоимость таких методов наряду с отсутствием квалифицированных кадров не позволяют применять такие процессы в РФ. Поэтому здесь переработка ПВХ отходов ограничивается простым измельчением вторсырья. Ее преимущество – обязательная первая ступень переработки полимерных материалов. От такого процесса будет зависеть последующая технология, а также применение вторсырья. В числе недостатков – необходимость тщательной сортировки пластика и невозможность применять крупногабаритные материалы без предварительной резки. Рыхлый пластик до измельчения требуется прессовать, а также измельчать. Это чревато высокими затратами энергии.

Для переработки полимерных отходов пригодны пластиковые бутылки и посуда, полиэтилен и пленки, упаковки из полимеров, а также пластмасса. Но вот пенопласт в этом плане не сгодится.

Краткая технология физико-химической очистки

Перед очистными сооружениями предусмотрена механическая очистка на комбинированной станции очистки для избавления от крупных включений.

Из приёмной ёмкости сточная вода забирается самовсасывающей установкой пенно-флотационной сепарации «УПФ.Р-М».

Ориентировочная глубина всасывания флотатора составляет 4 м. В установке пенно-флотационной сепарации сток освобождается от легких и гидрофобных взвесей. Установка оснащена карманом очищенной воды. Конструкция установки имеет рециркуляционную схему очистки, что позволяет повысить степень очистки стока.

Пена, снятая механизмом шламоудаления с поверхности флотатора, поступает в накопитель шлама. 

В качестве шламонакопителя возможно предусмотреть применение  ж/б резервуаров (предусматривается Заказчиком). Ориентировочный объём резервуара-шламонакопителя уточняется при проектировании с учетом качественного состава стока и требуемой периодичности опорожнения (вывоза). Наша организация готова предложить металлическую емкость собственного производства заводской готовности марки Е-02 (1 шт.) объемом от 10 до 95 м3.

Для интенсификации процесса очистки в сток (в КРХ флотаторов) подаётся 5% раствор коагулянта (Аква-Аурат, алюминий сернокислый или др.) дозой 50-100 г/м3 стока по активному веществу. Приготовление и дозирование раствора коагулянта осуществляется посредством станций подачи реагентов СПР (1 шт.).

Также для интенсификации процесса очистки в сток (в трубу смешанного потока после гидроэлеватора установки) подаётся 0,1% водный раствор флокулянта дозой 1-2 г/м3. Приготовление и дозирование раствора флокулянта осуществляется посредством станций подачи реагентов СПР (1 шт.).

Марки и дозы реагентов уточняются в процессе эксплуатации комплекса очистных сооружений путем опытно-промышленных испытаний.

Очищенные сточные воды, прошедшие флотационную очистку, посредством насосного оборудования (1 шт.) (марка уточняется при проектировании по результатам привязки), устанавливаемого в кармане очищенного стока флотатора, отводится в ёмкость чистой воды.

Применение насосного оборудования также необходимо для обеспечения работы флотаторов в режиме рецикла.

Использование продуктов переработки полимеров

При переработке ПВХ отходов получают вещества в различном агрегатном состоянии. Пиролизный газ применяется в качестве топлива. Жидкие компоненты выступают в роли теплоносителей. Твердые фракции находят свое применении в строительстве, а также в промышленности. После переработки получают газообразное горючее и твердое топливо, бензин, масла и воск.

Переработка ПВХ отходов в гранулы актуальна для пластиковой тары. Полученные вещества применяют для искусственных газонов и текстильного волокна. Из полиэтиленрефталата получают утеплители для одежды. Полиэтилен – для литья труб, изготовления пленочных материалов и канистр. Полипропилен – в машиностроении. Следовательно, мусор может стать для российских предпринимателей выгодным коммерческим предложением для последующего развития бизнеса.