Твердые бытовые отходы

 

3.1.1. Методы сбора ПЭТФ

Динамика поступления  полимерных отходов за 2010г на МПЗ  в зависимости от времени года показана на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1

Изменение количества ПЭТ  в бытовых отходах

 

Несмотря на то, что количество полимеров в начале года и к  концу примерно одинаково, общее  количество этого вида отхода с каждым годом растёт. Собственно как и  количество всех ТБО в мире и в  настоящий момент составляет на душу населения 200-800 кг/год. Проблема утилизации ТБО становится все более острой и для ее решения постоянно  разрабатываются новые технологии. Однако, независимо от выбранной технологии, ТБО всегда требуют продуманной  системы сбора и транспортировки, для чего необходим тщательный выбор  оборудования и расчет экономической  эффективности. [26]

Для активизации направления  по рециклингу пластмассовых отходов, в особенности из тары и упаковки, в ряде стран принимаются законодательные  нормативы по обязательному сбору  и переработке пластиковой тары и упаковки. Наиболее распространены пять методов сбора бывшей в употреблении (б/у) пластиковой тары:

1. Сбор на дороге. Население должным образом подготавливает б/у ПЭТФ – бутылку (моет крышку, удаляет отрывную ленту и этикетку), затем помещает тару в мусорный бак, стоящий на обочине дороги, который опустошается в тот же день. В мире, особенно в Бельгии, количество людей, использующий данный метод, заметно увеличилось. Обычно от 40% до 60% подлежащего переработке материала возвращается при использовании такого способа сбора, при этом загрязнения собираемого отхода ниже, чем обычно.
2. Размещение мусорных контейнеров. Происходит публичный сброс бутылок в контейнеры сбора, расположенные в удобных местах. Приблизительно 10-15% продукта, подлежащего переработке, возвращается этим способом, но результат может быть выше, если проводить отдельные мероприятия для увеличения популярности участия. Однако уровень загрязнения тары может быть высоким. В Италии больше 40% населения участвуют в этом виде сбора и имеют доступ более чем к 24500 мусорным бакам. Баки для сбора б/у ПЭТФ -бутылок имеют распространение в Швейцарии (более 12000), Франции (более 5000), Великобритании (более1500).
3. Возвратная продажа. В автоматы, размещенные в доступных местах, потребители закладывают бутылки, и получают за них деньги, талоны или карточки. Талоны или карточки  впоследствии можно использовать для получения скидки при покупке воды или сока в пластиковой посуде. Приблизительно 10-15% продукта для переработки возвращаются через эту систему сбора. Уровень загрязнения средний (5-10%)
4. Центры приема тары за деньги. Пластиковые б/у ПЭТФ -бутылки покупают у потребителей. Этот метод стимулирует потребителей к возврату продукции для переработки, характеризуется очень низким уровнем загрязнения тары. Приблизительно 20-30% продукта для переработки возвращается через эту систему сбора (Можно поставить рядом с пунктами стекло - тары).
5. Задаток при продаже. Бутылки продаются с оплатой задатка, который возвращается при возврате бутылки. Этот метод наиболее распространен в скандинавских странах, Нидерландах, Германии, Швейцарии и Австрии. Программа задатка ПЭТФ достигает очень высокого уровня возврата (90%), характеризуется очень низким уровнем загрязнения, собираемого отхода.

Думается  что у нас  могут сработать с максимальной отдачей 3-й и 4-й методы приема с  условием выкупа у населения и  производственных предприятий б/у  ПЭТФ - тары от населения. В дальнейшем при разработке программы по сбору могут быть применимы такие методы: прием за деньги, задаток при продаже и поощрительная материальная поддержка при дифференциальном сборе мусора. В настоящее время на мусороперегрузочных станциях существуют сортирующие линии для извлечения ПЭТФ бутылок из бытового мусора. Кроме того, ПЭТФ – бутылки имеют специальную маркировку в виде единицы в знаке рециклинга, что существенно облегчает сортировку. Собранные бутылки обычно сортируются в кипы и далее отправляются для переработки во вторичный ПЭТФ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.2. Виды и способы сортировки.

На мусоросортировочных  предприятиях до прессовки ПЭТФ - тары осуществляется ее сортировка по видам и цвету.

Сортировка по видам. При  сборе б/у ПЭТФ – бутылок в  общую кучу могут попасть бутылки  из другого пластика, особенно из поливинилхлорида (ПВХ), так как внешне он очень  похож на ПЭТФ. Допускать это нельзя, так как даже очень маленькие  количества ПВХ могут отрицательно сказаться на качестве исходного  сырья и даже повредить оборудование во время переработки ПЭТФ. Приемлемая норма ПВХ – менее 0,25% от общего объема переработки.

Сортировка по цвету. Нельзя сразу перерабатывать бутылки разного  цвета, так как это отразится  на цвете конечного продукта. Он будет в лучшем случае зелено- коричневым, что отрицательно скажется на его  продажной цене (самый распространенный гранулят – белый и голубой). Поэтому, нужна сортировка ПЭТФ на бесцветный (белый и светло-голубой) и цветной (зеленый и темно-коричневый).

Сортировка бывает ручной и автоматической, с использованием рентгеновских и инфракрасных датчиков. Такие системы особенно распространены во Франции, Германии, Великобритании, Италии, и Швейцарии.[12]

В России прессование чаще всего происходит без сортировки по виду и цвету, так как не отлажен  сбор ПЭТФ – тары у населения. Сортировка осуществляется либо на специальных  сортировочных линиях, либо на перерабатывающем предприятии.

 

 

 

 

 

 

3.1.3. Первичная  переработка полимерных материалов

Качество, а соответственно и стоимость конечного продукта во много раз зависят от качества и чистоты исходного сырья (ПЭТ -бутылок). Таким образом, оптимальная переработка по критериям производительности, качества, чистоты и, следовательно, рентабельности – результат организации системы сбора, эффективной предварительной подготовки и сортировки сырья.

Дальнейшая переработка  ПЭТ - хлопьев в изделия промышленного и бытового назначения зависит от качества материала, цвета, степени загрязнения. Бутылочный продукт может быть использован в технических целях: в процессе переработки в изделия вторичный ПЭТ можно добавлять в первичный материал; а вторичный ПЭТ можно сплавлять с другими пластиками (например, поликарбонатом) и наполнять волокнами для производства деталей технического назначения (компаундирование); получать красители (суперконцентраты) для производства окрашенных пластиковых изделий.

Также очищенные ПЭТ – хлопья можно непосредственно использовать для широкого ассортимента товаров: волоконные производства, вспененные материалы, бутылки, литьевые изделия для автомобильной промышленности, детали осветительных и бытовых приборов, напольное покрытие.

Из полиэтилентерефтала  получают декоративные и обивочные  пленки, которые бывают прозрачными, цветными и фактурными (с толщиной до 10,8 мм). Термоусадочные пленки подвергаются предварительной обработке посредством вытяжки в термоупругом состоянии или при температуре ниже точки плавления кристаллитов, что обеспечивает их усадку при нагреве. При повторном нагреве из-за наличия пластической «памяти» они стремятся к первоначальному состоянию. Это определяет целесообразность их использования для изготовления упаковок, применяемых при прогреве кирпичей в термонагревательных печах. ПЭТФ – пленки в результате облучения полимиризуются, что приводит к повышению их прочности при разрыве. Термоусадочные полимерные пленки применяются также для изготовления шлангов санитарно- технических устройств.

Полимеры и композиции на их основе относятся к прогрессивным  строительным материалам, позволяющим  уменьшить массу конструкций, снижать  материалоемкость и сокращать сроки  строительства. С учетом этого начиная  с 60-х гг. объемы применения в строительстве  и производства пластических масс, синтетических смол и этастомеров  неуклонно растут.

Экономическая эффективность  применения полимерных материалов в  строительстве в основном определяется снижением массы зданий, существенным уменьшением количества применяемых  лесоматериалов. При этом в строительстве  используются также звуко- и теплоизоляционные  материалы на основе вспененных пластических масс, профильно - погонажные изделия и трехслойные ограждающие конструкции из полимерных композитов, а также разные санитарно-технические изделия (канализационные трубы и смывные бачки).

Одно из возможных направлений вторичной переработки ПЭТ – использование его для модификации вторичного полиэтилена. В целом ПЭТ имеет хорошие физико-механические характеристики (некоторые марки ПЭТ могут иметь низкую стойкость к растеканию) и хорошо совмещается со всеми марками полиэтилена. Полученные на основе вторичного сырья конструкционные материалы не только не уступают, но и по некоторым показателям могут превосходить исходные показатели, в том числе, получаемые после первичной переработки.

С учетом перспектив дальнейшего  увеличения ассортимента полимеров, применяемых  в строительстве, и необходимости  повышения их качества важнейшее  значение имеет модифицирование  полимеров, применяемых в строительстве, и необходимости повышения их качества важнейшее значение имеет модифицирование полимерных строительных материалов в целях улучшения их свойств. [11]

На представленном оборудовании, в флексу перерабатываются ПЭТ - бутылки, весом 47г одна штука, вместе с наклейкой и крышкой. Крышка и этикетка вместе весят 5г. Следовательно, пригодного для переработки материала в каждой бутылке - 42г. В процентном соотношении: бутылка с этикеткой и крышкой 47г-100%, следовательно, чистый материал составляет: 42/0,47=89,36%, значит, этикетка с крышкой составляют: 100 - 89,36=10,64% примем эти значения приближенно 89% и 11% соответственно.

Процесс первичной переработки  ПЭТ - бутылок включает такие этапы как:

1. Дробление
2. Многостадийная мойка хлопьев
3. Сушка
4. Загрузка в мешки Биг-Бэг.

Более подробный цикл изображен  на схеме №1

Описание технологической  схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предлагаемая технологическая линия дробления и мойки ПЭТ-бутылки:

1. Транспортерная лента с металодетектором;
2. Отделитель этикетки;
3. Транспортерная лента;
4. Дробилка№1(№2);
5. Шнек№1(№2);
6. Горизонтальная мойка№1;
7. Фрикционная мойка;
8. Горячая мойка;
9. Шнеки №3-1, №3-2;
10. Горизонтальная мойка №2;
11. Флотационная ванна №2;
12. Шнек №4;
13. Флотационная ванна №3;
14. Шнек №5;
15. Флотационная ванна №4;
16. Шнек №6;
17. Дробилка №3;
18. Шнек №7;
19. Центрифуга;
20. Улитка пневмотранспорта;
21. Сушилка;
22. Двигатель сушилки.

 

 

 

 

 

 

 

ПЭТ бутылки по транспортерной ленте поступают в дробилку №1. В дробилку№1, вместе с тарой, поступает вода для уменьшения износа ножей. Далее с помощью шнека №1 измельченный ПЭТ поступает в горизонтальную мойку. Здесь отмывается грязь, прилипшая к бутылкам во время ее транспортировки. После процедуры отмывания, из мойки №1 флекса поступает в двушнековую мойку. В ней ПЭТ гранулы трутся друг об друга, тем самым отскребая от себя отмокшую грязь, этикетки. Этикетка и крышка, всплывают, т.к их плотность меньше 1, а флекса остается на дне. С помощью шнека полимер перемещается в сторону выгрузки. В этой ванной были обнаружены большие потери флексы. В горячую мойку 2 добавляют NaOH. На данной стадии флекса оказывается в воде температуры 70-80 ⁰C. Это делается для того, чтобы избавиться от клея, которым, к бутылке, приклеивают этикетку. Для ПЭТ- бутылок коричневого и зеленого цвета, концентрация рабочего раствора 1%. Для ПЭТ белого цвета – 3%. Последующие мойки, рассчитаны на вымывание NaOH и клея. По своей конструкции, они похожи на двушнековую мойку №1. Очищенный полимер отжимается в центрифуге, с помощью пневмотранспортной улитки поступает в сушилку, и собирается в БигБэг.

3.2. Экологичность объекта

 

3.2.1. Описание производственного участка

Работник загружает ПЭТ  на транспортную ленту с помощью грабель. На транспортной ленте пластиковые бутылки перемещаются к дробилке №1. В измельчитель, вместе с тарой, поступает вода для уменьшения износа ножей. Далее с помощью шнека №1 измельченный ПЭТ поступает в горизонтальную мойку. Здесь отмывается грязь, прилипшая к бутылкам во время ее транспортировки. После процедуры отмывания, из мойки №1 флекса поступает в двушнековую мойку. В ней  ПЭТ гранулы трутся друг об друга, тем самым отскребая от себя отмокшую грязь, этикетки. Этикетка и крышка, всплывают, т.к их плотность меньше 1, а флекса остается на дне, т.к плотность полиэтилентерефтала больше плотности воды. Всплывшие отходы удаляются механически работником. Для этого ему выдают рабочий инвентарь: савок. С помощью шнека полимер перемещается в сторону выгрузки. В этой ванной были обнаружены большие потери флексы.

В горячую мойку 2 добавляют  NaOH. На данной стадии флекса оказывается в воде температуры 70-80 ⁰C. Это делается для того, чтобы избавиться от клея, которым, к бутылке, приклеивают этикетку. Концентрация рабочего раствора зависит от сырья, проходящего обработку в данный период времени. Для ПЭТ- бутылок коричневого и зеленого цвета, концентрация рабочего раствора 1%. Для ПЭТ белого цвета – 3%. Последующие мойки, рассчитаны на вымывание NaOH и клея. По своей конструкции, они похожи на двушнековую мойку №1. Очищенный полимер отжимается в центрифуге, с помощью пневмотранспортной улитки поступает в сушилку, и собирается в БигБэг.