Организация системы сбора и переработки полимерных отходов в городе Сургуте

 

Мусороперерабатывающий завод в поселке Янино Ленинградской области перерабатывает около 500 тонн мусора 1-4 классов опасности в сутки (около 13 % от всего мусора в городе). К сожалению, доля вторсырья, которое удается отобрать из этого мусора, составляет всего около 5 %.

ООО «Транспортная компания «ЭКОТРАНС» в  г. Белгороде с 2009 г. внедряет систему совершенствования мест сбора отходов путем замены стандартных металлических контейнеров на пластиковые. Такой подход позволяет не только улучшить эстетическое и санитарное состояние населенных пунктов, но и вывести в новую качественную плоскость отношение населения к сбору отходов.  Установлены площадки для сбора отработанных автомобильных шин. В настоящее время ведется проектирование мусоросортировочного комплекса производительностью 35 тонн/ч, позволяющего производить сортировку по основным сырьевым составляющим:  металлы, стекло, пластики, бумага и другим. Выбрано оборудование компании «Bulk Handling Systems», позволяющее получить максимально возможное количество вторсырья из входящего потока с разделением материалов на фракции с учетом размера, плотности и формы [2].

На мусороперегрузочном пункте Спецтранс-1 на Предпортовой в Санкт-Петербурге некоторая часть привезенного мусора сортируется. Это единственный такого рода проект, функционирующий сейчас в Санкт-Петербурге. В Москве более 6 мусороперегрузочных станций [11].

Вторсырье в городе собирают, но не у населения. Сборщики вторсырья сотрудничают либо с пунктами приема вторсырья, где сразу получают объем уже отсортированного мусора, либо с производством, где ситуация схожая. Мелкие предприниматели ищут места с большим количеством однородных отходов, ставят туда свои бачки и работают только с ними [23].

Российская компания «ВОЛГОМОДЕРУС» производит и использует плазменные печи для сжигания ТБО, включая полимерные отходы. Основная масса токсичных веществ (таких как фураны и диоксины), образующиеся при подогреве отходов, разлагается в плазменном реакторе до безопасных форм при температурах около 1900оС, что заметно упрощает и уменьшает необходимый физический объем системы газоочистки. С высокой эффективностью происходит процесс получения синтез-газа. Недожига и золы не остается совсем.  Благодаря плазменному способу расщепления отходов можно получать ряд полезных газов, в частности – водород [5].

В России группой компаний «РАНКО» разработана компактная универсальная печь для быстрого превращения бесполезных нефтесодержащих и бытовых отходов в полезное тепло. Температура в печи достигает 900оС, что позволяет разложить образующиеся токсичные вещества [4].

В 2006 г. Российскими учеными разработана технология "Очистка окружающей среды от отходов вторичного полиэтилентерефталата на основе развития ресурсосберегающего производства высококачественных изделий". Ученые предложили использовать полурасплавленный пластиковый мусор в при изготовлении таких изделий как тротуарная плитка, черепица, колодезные люки и т.д. Полурасплавленный пластиковый мусор перемешивается с песком или другим наполнителем и выступает в качестве связующего вещества. Из полученной смеси формуются изделия [9].

Входящий в группу компаний «РАНКО» Рошальский завод экспериментальных машин из Подмосковья производит относительно недорогую и весьма эффективную линию для производства различных полезных и ходовых вещей из переработанной бумажно-картонной массы [8].

При Росстрое РФ (ФГУП «Федеральный центр благоустройства и обращения с отходами») функционирует Центр экологической практики, бесплатно оказывающий всем обратившимся любую консультативную помощь в области переработки отходов с использованием конкретных положительных и отрицательных примеров работы заводов сортировки и переработки на всей территории РФ [11].

 

1.3 Анализ  проблем вторичной переработки  бытовых отходов  в ХМАО

 

По данным регионального кадастра, доля промышленных отходов в Ханты-Мансийском автономном округе составляет 45 %, коммунальных – 30 %, древесных – 10 % и 15 % прочих отходов различных категорий. Общий объем годового образования отходов – более 2 млн. тонн. Перерабатывается лишь 5 % от этого количества. Обеспеченность региона специальными полигонами составляет 31 % от общей потребности в них.

3 июня 2011 года региональные власти  приняли концепцию обращения  с отходами производства и  потребления Ханты-Мансийского автономного  округа – Югра на период  до 2020 года. По этой концепции  предусматривается поощрение предпринимателей, сделавших переработку отходов своим бизнесом [6].

Сотрудники Берлинского технического университета предложили Ханты-Мансийску проект по организации механо-биологического способа сокращения отходов.

По задумке разработчиков, отходы должны собираться в пять различных контейнеров: отдельно стекло, пластик, бумага, металл и органика. Результаты опроса горожан, проведенного немецкой стороной, показали, что 40 % жителей Ханты-Мансийска готовы собирать мусор отдельно, то есть сортировать его дома [24].

Многие действующие в ХМАО полигоны твердых бытовых отходов переполнены, и до 2014 года в Югре планируют построить три новых – вблизи Нижневартовска, Нефтеюганска и Советского.

Сбором, использованием и обезвреживанием отходов в Нижневартовске занимаются около тридцати предприятий и частных предпринимателей. Всего в Югре таких мусорных производств 93. Активнее всего перерабатывают бумагу, картон и полиэтиленовую пленку.

В Югре 62,9 % отходов добывающей промышленности вовлечены в переработку, 96 % коммунальных отходов и 78 % древесных – складируют на полигонах. В округе работают 32 установки по термической обработке и обезвреживанию отходов, 8 центров по промывке нефтесодержащих отходов, 19 установок перерабатывают промасленную ветошь и фильтры.

Комплексный план модернизации экономики Нижневартовска, разработанный учеными в соответствии со стратегией развития города до 2020 года, предполагает строительство вблизи Нижневартовска целлюлозно-бумажного комбината. Сегодня же предприятия везут бумагу в другие регионы [3].

В настоящее время в Сургуте «Эконадзором» по договорам с компаниями уже установлено 14 специализированных контейнеров для сбора отработавших энергосберегающих ламп. Коммунальщики стараются устанавливать «ЭкоБоксы» в шаговой доступности от своих домов. По данным ООО «Эконадзор», ежемесячно из каждого контейнера извлекается более ста ламп.

Для обезвреживания энергосберегающих ламп, общественная организация «Эконадзор» использует установку ЭКОТРОМ-2У, производство которой осуществляется в г. Абнинск Краснодарского края.

При компактных размерах она обладает довольно высокой производительностью – до 900 ламп в час. Фактически опытный оператор с учетом времени, затрачиваемого на подготовку к работе, может ежечасно обезвреживать порядка 400 ламп.

Применяемая в установке технология утилизации ламп является практически безотходной. В результате нее, в соответствии с техническими условиями, образуется продукт минерализации люминофора, который абсолютно безопасен для окружающей среды и может применяться в качестве инертного материала в строительных смесях [25].

Администрация Сургута в скором времени планирует организовать на Сургутском муниципальном полигоне работу с макулатурой: будет приобретен специальный пресс, будут предприниматься попытки отсортировывать макулатуру и отправлять ее на переработку. [26]

 

 

2. Выбор методов сбора и вторичной переработки пластиковой тары

2.1 Состав  полимерных отходов

 

Полимеры – это вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся звеньев [29].

Основная доля полимерных отходов приходится на тару. У пластиковой тары много преимуществ: она пластична, прочна, обладает малым весом, дешевая в производстве, не чувствительна к влажности. Из-за большого разнообразия используемых видов пластика, всю пластиковую тару часто разделяют по типам используемого сырья. В Европе несколько лет назад была внедрена и с успехом используется четкая классификация видов сырья для пластиковой тары. Итак, практически вся пластиковая тара изготавливается из семи основных видов сырья. На пищевой пластиковой таре, а в последнее время и на остальной некрупногабаритной пластиковой таре можно встретить условные обозначения типов пластика, который используется в этой упаковке. Условные обозначения полимеров представлены на рисунке 1. Цифра означает тип пластмассы, буквенная аббревиатура обозначает название сырья для пластиковой тары.

 

Рисунок 1. Обозначения видов полимеров, использованных при изготовлении тары

 

1. PET (ПЭТ) – полиэтилентерфталат. Используется для изготовления бутылок, банок, коробок для розлива напитков, для разного рода порошков, сыпучих пищевых продуктов и т.д. ПЭТ является самым распространенным видом пластмасс. Хорошо поддается переработке. Считается одним из самых безопасных видов пластмасс.

2. HDPE (ПЭВД) – полиэтилен высокого  давления. Используется для изготовления  кружек, пакетов для молока и  воды, бутылок для отбеливателей, шампуней, моющих и чистящих средств, канистр для машинных масел и т.д. Очень хорошо поддается переработке и вторичному использованию. Считается безопасным для пищевого использования.

3. PVC (ПВХ) – поливинилхлорид. Используется для изготовления тары  жидкостей для мытья окон, пищевых растительных масел, банок для упаковки сыпучих пищевых продуктов и разного рода пищевых жиров. Этот пластик используется для производства труб, напольных и настенных покрытий, окон, садовой мебели, для изготовления жалюзи, клеенок, пленок для натяжных потолков, шторок для ванной, различного вида упаковок, пластиковых пакетов и даже игрушек. ПВХ относится к самому опасному виду пластмасс и практически не поддается переработке. При сжигании ПВХ выделяет в воздух канцерогенные диоксины. Для придания ПВХ эластичности в него добавляют пластификаторы (фталаты), что может вызывать у людей поражения печени и почек, бесплодие, рак. В ПВХ может содержаться Бисфенол А и такие тяжелые металлы как кадмий, хром, ртуть, свинец, формальдегид. По возможности откажитесь от использования этого пластика или сократите его потребление.

4. LDPE (ПЭНД) – полиэтилен низкого  давления. Используется для изготовления полиэтиленовых пакетов, гнущихся упаковок и некоторых пластиковых бутылок. Хорошо поддается переработке и вторичному использованию, но его переработка малорентабельна. Безопасен для пищевого использования.

5. PP (ПП) – полипропилен. Используется  для изготовления крышек для  бутылок, дисков, бутылок для сиропа  и кетчупа, стаканчиков для йогурта, упаковки для фотопленок, труб водоснабжения и отопления. 

6. PS (ПС) – полистирол. Используется  для изготовления поддонов для  мяса и птицы, контейнеров для  яиц, столовых приборов и чашек, сандвич-панелей, плит теплоизоляции зданий. Полистирол получают в результате полимеризации стирола, который является канцерогенном.

7. OTHER (ДРУГОЕ) – смесь различных пластиков или полимеры, не указанные выше. Пластиковая тара, маркированная этой цифрой, не может быть переработана и заканчивает свой жизненный цикл на свалке или в печи мусоросжигательного завода. При нагревании, частом мытье или долгом использовании такой пластиковой тары (пищевые контейнеры и бутылки) может выделяться Бисфенол А, который вызывает гормональные нарушения в человеческом организме. В то же время пластиковая тара с такой маркировкой может быть изготовлена из экологичных, разлагающихся видов пластмасс.

Структура образующихся полимерных отходов в России представлена на рисунке 2 (по данным Научно-исследовательского центра 
по проблемам управления ресурсосбережением и отходами) [30]:

 

Рисунок 2. Структура образующихся полимерных отходов в России

 

 

2.2 Сравнительный  анализ методов переработки полимерных  отходов

2.2.1 Сжигание  полимерных отходов

 

Очень распространенным способом утилизации полимерных отходов потребления является сжигание. Теплотворная способность 2 т пластиковых отходов упаковки эквивалентна теплотворной способности 1 т нефти (теплотворная способность ПЭТ — 22700 кДж/кг). В некоторых странах работают  небольшие ТЭЦ по сжиганию бытовых отходов, в состав которых входит до 50 % отходов полимерной упаковки. Как источник тепловой энергии отходы  упаковочных материалов используют многие страны. По различным оценкам, на сегодня сжигается до 40 % полимерных отходов.

Мусор сжигают в специальных печах различной конструкции, оборудованных фильтрами, очищающими вредные газы. Эти фильтры сложны в производстве и использовании и не всегда обеспечивают необходимую степень очистки.

Пластмассы содержат различные стабилизирующие добавки и пигменты, в состав которых входят соли тяжелых металлов. В случае сжигания полимеров, образуются токсичные вещества, такие как: ароматические углеводороды, оксиды тяжелых металлов, альдегиды, цианиды и др. При температуре свыше 700°С они переходят в газообразное состояние, и их последующее улавливание чрезвычайно затруднено. Использование для этих целей воды приводит к загрязнению и необходимости организации ее сложной очистки [10].

В связи с большими энергозатратами и опасностью для окружающей среды, сжигание полимерных отходов является скорее вынужденной мерой их утилизации, нежели рентабельным производством энергии. Кроме того, в г. Сургуте работает две мощные электростанции ГРЭС-1 и ГРЭС-2. Они используют газ, дефицита в котором не наблюдается, а по сравнению с полимерными отходами, его сжигание значительно экологичнее.

 

2.2.2 Использование  полимерных отходов в доменном  производстве

 

Наиболее перспективным считается использование пластмассовых отходов (кроме ПВХ) в доменном производстве. Отходы пластмасс проявляют  восстановительные свойства и при этом не образуются диоксины. Смешанные отходы пластмасс используются при выплавке стали путем вдувания отходов в доменные печи. Такой способ использования пластмассовых отходов получил широкое распространение в Германии (заводы в Бремене и  Айзенхюттенштадте). Эта технология не актуальна в г. Сургуте ввиду отсутствия доменного производства.