Технология рециклинга ТБО/ТКО

Главное в процессе рециклинга - селективный (избирательный) сбор, сортировка отходов и подразделение на категории. При разделении отходов по категориям выделяют:

- отходы, которые могут быть использованы для производства аналогичной продукции (стекло, бумага, металлы, пластмассы);

- отходы, содержащие опасные или особо ценные компоненты (аккумуляторы, батарейки, некоторые виды пластмасс)

Существует несколько подходов к рециклингу: первичная, вторичная, третичная и четвертичная повторные переработки.

Первичный рециклинг - это переработка незагрязненных однотипных отходов. Такие отходы в небольшом количестве смешиваются с исходным материалом, чтобы обеспечить надлежащее качество изделий, либо используются для изготовления второсортного материала.

Вторичный рециклинг включает в себя дополнительный этап механической переработки, которая состоит из разделения, сортировки и отмывания отходов для удаления загрязнений. Высокая степень загрязнений характерна для пленок, так как они имеют наибольшую удельную площадь поверхности. После очистки и измельчения отходы могут поддаваться сепарации по типам материалов или расплавляться в виде смеси различных веществ.

Третичный рециклинг заключается в повторной химической переработке веществ. Под действием тепла они превращаются в низкомолекулярные вещества, которые потом могут использоваться в качестве сырья для производства новых продуктов.

Четвертичный рециклинг заключается в процессах сжигания отходов. Преследуя немаловажные цели возврата энергии, этот вариант утилизации отходов является на сегодняшний день наиболее эффективным способом уменьшения их объема.

После разделения ТБО на фракции, каждая из них поступает на последующую технологическую стадию – стадию переработки в конечный продукт. На основании данных, из 540000 м³ можно получить (ориентировочно) следующие количества ценных товарных продуктов:

‒ 50000-60000 т биологической массы – компоста в качестве экологически чистого природного органического удобрения для всех видов почв;

‒ 10000-12000 т – стеклоизделий;

‒ 10000-11000 т – железа и железных изделий;

‒ ~ 7000 т – пластических масс и изделий из них способом экструзии или литья.

Среди упаковочных материалов, используемых как вторсырье, алюминий

составляет ~47%, бутылки для газированной воды ~17%, стальные консервные банки ~15%, стекло ~11%.

Сегодня важнейшую роль в развитии алюминиевой промышленности занимает производства вторичного алюминия. Главными преимуществами рециклинга алюминия по сравнению с производством первичного металла являются экономия рудных и энергетических ресурсов, существенное снижение вредного воздействия на экологию и утилизация отходов потребления.

Для России рециклинг алюминия очень актуален и органично вписывается в государственную экологическую политику. В нашей стране, накопилось более 1672,2 млн. т отходов металлургического производства и производства готовых металлических изделий. Однако средний уровень использования промышленных отходов составляет примерно 36%.

Стекло обычно перерабатывают путем измельчения и переплавки (желательно, чтобы исходное стекло было одного цвета). Стеклянный бой низкого качества после измельчения используется в качестве наполнителя для строительных материалов (например – «глассфальт»). Во многих российских городах существуют предприятия по отмыванию и повторному использованию стеклянной посуды. Такая же практика существует, например, в Дании.

Основное направление использования вторичного стеклобоя – композиционные материалы, в которых он может выступать в роли, как матрицы, так и наполнителя. Стекольный бой применяют в качестве наполнителя в производстве таких композитов, как «стеклоцемент», «стеклосмола», «гласасфальт», также он используется в производстве бетонов, лакокрасочных материалов, бумаги, абразивных материалов и керамики. Технология получения «стеклосмолы» и «стеклоцемента» предусматривает предварительное измельчение стекла до определенной гранулометрии, добавление связующего (цемента или органических смол) и литье блоков или изделий сложной конфигурации. Для улучшения адгезии стекла со связкой стеклянные частицы обрабатывают поверхностно-активными веществами. Гласасфальтом называют смесь стекла с асфальтом, содержащую 45-73 % стеклобоя, 33% каменной муки, 5 % асфальта. Его применяют в дорожном строительстве, так как он имеет ряд преимуществ в сравнении с обычным асфальтом: укладывается при более низких температурах, хорошо виден за счет отражения света фар автомобиля от частиц стекла, на нем лучше торможение, увеличивает срок эксплуатации дороги [20]. Также в пено- и газобетонах замена части портландцемента молотым стеклобоем улучшает качество поверхности материала, снижает удельный вес и стабилизирует процесс вспенивания или газообразования.

На основе искусственных вяжущих веществ, получаемых диспергированием стеклобоя, разработан ряд новых строительных материалов. Высокой эффективностью отличаются теплоизоляционные силикатные материалы, полученные по пено- и газобетонной технологии, где в качестве связующего выступает коллоидный кремнезем. Доказана возможность получения радиационно-защитного композиционного материала на основе оксида свинца и диспергированного стекольного боя, характеризующегося высокой прочностью. Существует возможность получения пеностекла с равномерно распределенной замкнутой пористостью при термообработке монолита затвердевшей стекольной суспензии по определенному температурно-временному режиму.

Стальные и алюминиевые банки переплавляются с целью получения соответствующего металла. При этом выплавка алюминия из баночек для прохладительных напитков требует только 5% от энергии, необходимой для изготовления того же количества алюминия из руды, и является одним из наиболее выгодных видов рециклинга.

Бумажные отходы различного типа уже многие десятки лет применяют наряду с обычной целлюлозой для изготовления пульпы – сырья для бумаги. Из смешанных или низкокачественных бумажных отходов можно изготовлять туалетную или оберточную бумагу и картон. Бумажные отходы могут также использоваться в строительстве для производства теплоизоляционных материалов и в сельском хозяйстве – вместо соломы на фермах.

Переработка пластика в целом – более дорогой и сложный процесс. Нужно отметить, что для вторичной переработки используются не все типы полимеров, а лишь некоторые: полиэтилен высокого давления (ПВД); полиэтилен низкого давления (ПНД); полиэтилентерефталат (ПЭТ); полипропилен (П/П); полистирол (ПСМ, УПМ). Из некоторых видов пластика (например, PET – двух- и трехлитровые прозрачные бутылки для прохладительных напитков) можно получать высококачественный пластик тех же свойств. Другие (например, ПВХ) после переработки могут быть использованы только как строительные материалы.

Конечный продукт переработки – это различные виды шпагата, упаковочной ленты, бытовые щетки и т.д. Ресайклинг – производство вторичного пластика, требует наличия специальных линий по измельчению и гранулированию пластиковой тары.

Переработка отходов ПВХ занимает особое место. Проблема переработки отходов ПВХ по сравнению с переработкой других крупнотоннажных термопластов, является технически наиболее сложной, этим вызвано существенное отставание объемов вторичной переработки отходов поливинилхлорида (ПВХ).

Вторичное текстильное сырье - отходы, образующиеся в процессе переработки сырья текстильной промышленности при раскрое и изготовлении швейных и трикотажных изделий, а также отходы потребления в виде изношенных изделий, непригодных для применения по прямому назначению, но пригодных после соответствующей обработки, для использования в качестве промышленной и бытовой продукции: пряжи, мебельной, технической и тюфячной ваты, мебельного ватина, нетканых материалов, набивных материалов и др.

Текстильные отходы, предназначенные для рециклинга, с технической точки зрения можно разделить на три основные группы:

1) чистые отходы(одежда и домашний текстиль), процесс вторичной переработки которых не требует проведения дополнительных операций, связанных с химической или биологической подготовкой (дезинфекцией), а технология рециклинга является экологически чистой;

2) загрязненные отходы (напольные покрытия, автомобильный текстиль), требующие подготовки к рециклингу. Это специфическая группа текстильных отходов, характеризующаяся разной конструкцией волокнистого слоя и нижнего слоя, образующих так называемый текстильный композит;

3) медицинские отходы,которые представляют собойреальную опасность для окружающей среды, их нужно подвергнуть физической утилизации или контаминации, если их использование в виде вторичного сырья разрешено санитарными службами.

Выбор технологии для переработки текстильных отходов зависит прежде всего от структуры перерабатываемых отходов, их сырьевого состава. Однако указанные технологии многостадийны и трудоемки, некоторые стадии считаются вредным производством. При решении проблем утилизации текстильных отходов следует иметь в виду, что в настоящее время отходы имеют экономическую целесообразность. Основные направления хозяйственного использования текстильных отходов:

‒ получение регенерированных волокон: получение восстановленной шерсти; получение регенерированных хлопковых, льняных и химических волокон; производство нетканых полотен;

‒ производство ваты;

‒ производство обтирочных материалов;

‒ производство пакли;

‒ производство строительных материалов.

Многие виды текстильных отходов, особенно из химических волокон, по своему качеству практически не уступают первичному сырью, а их переработка может обеспечить те потребности, удовлетворение которых в настоящее время ограничено из-за недостаточности природных ресурсов и производственных мощностей.