ІВведение
Актуальность темы исследования. С каждым годом в нашем регионе, в нашей стране и мире увеличивается количество промышленных и бытовых отходов, треть которых составляет использованные бумага и картон. Увеличение общего количества отходов населения планеты ведет к поискам путей их переработки. Проблема энергосбережения напрямую связана с использованием вторичного сырья. Себестоимость некоторой продукции снижается при замещении составляющих вторсырьем. Экологические вопросы также занимают умы людей, проблема сбережения лесов как никогда актуальна сегодня. Эти и другие нюансы привели к тому, что макулатура и ее переработка заняли важное место в жизни многих городов и предприятий [1].
В Экологическом Кодексе Республики Казахстан изложены экологические требования о необходимости насколько возможно снизить поток отходов, поступающих на захоронение. Это позволит уменьшить потребную мощность, сократить площадь, стоимость полигона, воздействие на окружающую среду, выделить в отдельный поток утильные фракции промышленных и бытовых отходов (макулатура, пластик, металл, текстиль, стекло).
Один из нормативных документов, которым прописаны все требования к макулатуре, в том числе условия сбора, наличие сопутствующих включений, к складам временного хранения, транспортировке отходов, передаче отходов на утилизацию (прессование, упаковка в кипы) - это Межгосударственный стандарт 10700-97 «Макулатура бумажная и картонная», Технические условия [2].
В сфере переработки бумажных отходов в Казахстане наблюдается рост производства, который, однако, не достигает уровня организованности, который был до 1990-х годов, когда сбор макулатуры осуществлялся всем населением страны [3].
Население не имеет определенной мотивации для сбора макулатуры. Это ведет к тому, что большая часть бумажных отходов попадает на городские полигоны и не подлежит переработке. Необходимо совершенствовать процесс заготовки макулатуры и систему сбора. Более совершенная система сбора бытовых отходов поможет увеличить количество бумажного сырья, подвергающегося переработке. Современный подход к способам и оборудованию для переработки макулатуры стал бесспорным помощником в производстве не только продукции низкого качества, но и высококачественной группы товаров. Использование дополнительных химических средств для достижения данного результата идет бок о бок с применением новейшего оборудования и машин.
Сортировка бумаги и картона в процессе сбора макулатуры помогут улучшить качество получаемой продукции. Совершенствование методов очистки макулатуры от посторонних загрязнений и включений значительно повысит качественные показатели выпускаемого сырья.
Следует отметить, что переработка макулатуры в ХХI веке становится весьма актуальна. Она помогает предотвратить развитие парникового эффекта. Ведь наличие огромного количества картона и бумаги на полигонах способствует выделению значительного количества метана в воздух. Расход древесины значительно уменьшается при применении вторичного сырья. Воды, используемые целлюлозно-бумажным производством, становятся чище и их расход меньше. Именно поэтому макулатура сегодня является перспективным сырьем [4].
Целью исследования является усовершенствование системы сбора и переработки макулатуры в г. Кокшетау.
В соответствии с целью исследования определены следующие его задачи:
рассмотреть теоретические основы сбора и переработки макулатуры;
дать анализ существующей системе сбора и переработки макулатуры в г. Кокшетау;
предложить мероприятия по усовершенствованию системы сбора и переработки макулатуры.
Объектом исследования является мини – завод по производству туалетной бумаги из макулатуры.
Предметом исследования является сбор и переработка макулатуры.
Научная новизна, практическая значимость исследования. Исследования заключается в предложении строительства мини-завода по переработке макулатуры в туалетную бумагу. Данное исследование имеет большую экологическую и социальную значимость. Практическая значимость работы заключается в том, что основные результаты могут быть использованы и реализованы в г. Кокшетау, где наблюдается острая необходимость утилизации твердых бытовых отходов, а именно макулатуры. Внедрение результатов предлагаемого проекта позволило бы решить проблему утилизации макулатуры путем ее переработки в туалетную бумагу.
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СБОРА И ПЕРЕРАБОТКИ МАКУЛАТУРЫ
1.1 Обзор различных систем сбора макулатуры
Макулатура (немецкий вариант - Makulatur, происходит от латинского maculo, что означает «пачкаю»)- отходы производства, переработки и потребления всех видов бумаги и картона, пригодных для дальнейшего использования в качестве волокнистого сырья. Вместо термина макулатура в литературе используют как синонимы термины «вторичное волокно» или «вторичное сырье» [5].
В развитых странах макулатура является важнейшим источником волокнистого сырья в целлюлозно-бумажной промышленности. Основные виды продукции, вырабатываемой за рубежом с использованием макулатуры:
- упаковочные виды бумаги и картона;
- газетная;
- писчая;
- печатная;
- санитарно-гигиеническая бумага.
При производстве строительных материалов макулатуру используют главным образом для кровельных, гидроизоляционных и теплоизоляционных материалов.
Бумага, произведенная из вторичного сырья, имеет несколько преимуществ перед изготовленной из целлюлозы или древесины. Она значительно дешевле, ее переработка уменьшает количество отходов, позволяет сэкономить воду и электроэнергию. В процессе ее производства не используется никаких химикатов, а что самое главное, прием макулатуры сокращает интенсивность вырубки лесов [6].
Для определения основных источников макулатуры достаточно определить виды макулатуры. Так, макулатура делится на два основных вида:
1) макулатура, являющаяся частью промышленных отходов;
2) макулатура, являющаяся частью твердых бытовых отходов.
К поставщикам первого вида макулатуры относятся промышленные предприятия, предприятия торговли и общественного питания. Источникам второго вида макулатуры является население. В тоже время, можно выделить третий источник макулатуры - это импорт.
По оценкам экспертов, в соответствии с рисунком 1, в структуре макулатуры преобладает промышленная макулатура. На ее долю приходится порядка 70% от всего объема макулатуры. Почти треть в объеме макулатуры приходится на импорт самой макулатуры. На долю макулатуры, собираемой от населения приходится не более 2% [7].
Рисунок 1. - Структура сбора макулатуры по источникам
[7]
Основная масса макулатуры поступает в пункты приема макулатуры уже в достаточно компактном виде, после употребления или использования большинства бумажных изделий в процессе жизнедеятельности промышленных предприятий, торговых точек, административных и других учреждений. Помимо массового сбора вторичного сырья на предприятиях, организован прием макулатуры у населения. Для того, что бы сбор макулатуры развивался более активными темпами, разработана целая система стимуляции сборщиков макулатуры, которые за определенную цену, установленную в виде тарифов, сдают собранное сырье на специализированные предприятия. Задача этих предприятий, создать организованный сбор макулатуры в регионе и впоследствие, после тщательной сортировки, отправить крупные партии макулатуры на переработку, которой занимаются уже бумажные фабрики и комбинаты. В данном случае, осуществляется концентрация вторичного сырья в местах сбора и хранения, для последующей организованной поставки на перерабатывающие предприятия [9].
В мире существуют различные схемы сбора вторсырья по видам - в одном случае весь подлежащий переработке мусор собирается в один контейнер. Здесь главной задачей является отделение вторсырья от пищевых отходов, которые могут его загрязнить и усложнить дальнейшую переработку. А основная сортировка осуществляется уже после попадания отходов на мусоросортировочную станцию. В другом случае серьезную предварительную сортировку осуществляют сами жители, раскладывая отходы по нескольким бакам, предназначенным для разных видов - пластика, стекла, металла и бумаги. Таких баков может быть разное количество [13].
В области управления отходами в европейских странах особое внимание уделяется упаковке и упаковочным отходам, доля которых в общей массе твердо-бытовых отходов составляет до 60%.
Страна, в меньшей мере производя упаковочные материалы, импортирует его практически во всех отраслях экономики. При этом использованные упаковочные материалы (бумага, картон, пластик, стекло, древесина, ткань) составляют основную массу отходов ТБО [24].
Наиболее развитой и известной является система «Зеленая точка», использующая товарный знак «Зеленая точка» (Grüne Punkt - Green Dot). «Зеленая точка» - финансовый знак, свидетельствующий о том, что в стоимость товара включены затраты на сбор и утилизацию упаковки после утраты ею потребительских свойств.
Основа деятельности системы «Зеленая точка» в европейских странах - законодательно закрепленное положение об ответственности производителя или промышленного потребителя упаковки за ее сбор и переработку после использования. Производители и (или) промышленные потребители упаковки обязаны или самостоятельно собрать и переработать свою упаковку после ее использования, или поручить это специализированной некоммерческой организации. В большинстве европейских стран в стоимость потребительских товаров (напитков, пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, лекарств, бытовой техники) включена стоимость сбора, сортировки, переработки использованной упаковки, что подтверждается маркировкой упаковки товарным знаком «Зеленая точка». Предприятия перечисляют собранные средства в виде лицензионных платежей некоммерческой организации, получившей в стране лицензию на товарный знак «Зеленая точка» [25].
Вся Европа всерьез озабочена проблемой утилизации отходов. По директивам, все страны входящие в ЕС должны в обязательном порядке позаботиться о создании системы сбора, иными словами, построить завод занимающийся сортировкой и утилизацией упаковочных отходов. Кроме того, установлены жесткие нормативы. Для того чтобы привлечь инвесторов вкладывать средства в эту сферу, в Европе разработана целая система льготных кредитов. А в некоторых странах даже наложены ограничения на потребление продукции, которая изготавливается без использования отходов. Парламент Европы принял программу по улучшению использования вторичного сырья. Программа рассчитана на пять лет. Из всего вышесказанного следует, что проблемой утилизации макулатуры озабочены всерьез и всеми силами пытаются решить этот непростой вопрос. Непростой, но как мы видим на примере Финляндии - вполне решаемый [26].
США являются один из крупнейших в капиталистическом мире потребителем макулатуры. Годовой уровень ее использования в промышленном производстве достиг к настоящему времени почти 11 млн. тонн, что составляет около 50% всего потребления макулатуры в капиталистических странах, вместе взятых. В качестве сырья макулатура идет на производство писчей, типографской и туалетной бумаги, упаковочного картона, а также кровельных, изоляционных и других строительных материалов. Общая стоимость товаров, производимых в США за счет переработки макулатуры, превышает 250 млн. долларов в год [27, 24-26].
По данным Американской ассоциации лесной и бумажной промышленности, примерно 86% американцев пользуются системой сбора вторсырья «на обочине» - то есть оставляют отходы в специальном мешке или контейнере на тротуаре. Хотя доля участвующих в этом весьма значительна, данный показатель может быть улучшен. Куда меньшую склонность заниматься вторсырьем проявляют учащиеся школ и тем более бизнесмены. Между тем, по-настоящему активное участие граждан могло бы сделать это дело более финансово привлекательным для сборщиков вторсырья
[28].
В 2001 году в Соединенных Штатах появились первые одноразовые мобильные телефоны. Корпуса телефонных аппаратов были изготовлены из плотного картона на основе переработанной бумажной массы с добавлением металлических и пластиковых волокон. Широкого распространения они пока не получили [29].
На форумах некоторых американских сайтов можно наткнуться на оживленные дискуссии о том, как лучше использовать кипы макулатуры, скапливающиеся в каждом американском доме и офисе в виде рекламных рассылок, каталогов, открыток. Самые популярные способы это - нарезать ненужную бумагу на небольшие листочки и использовать для случайных записей (номера телефонов, семейные записки). Отнести бумажный мусор в ближайшую школу или детсад, чтобы дети изготавливали из ненужной печатной продукции различные поделки, пожертвовать макулатуру какому-нибудь приюту для бродячих животных, где бумажные отходы пойдут на подстилки в вольерах. В 2002 году среди студентов университета штата Алабама было модно использовать для конспектов на лекциях самодельные блокноты из нарезанных рекламных листовок. Были даже зафиксированы случаи торговли такими блокнотами по $1 за штуку в целях сбора средств на благотворительные цели. При этом макулатура является одним из предметов американского экспорта. Ее активно закупает Китай, который в 2010 году импортировал 900 тысяч тонн использованной бумаги из США и Европы.
В самом Китае вторичной переработкой бумажных отходов начали заниматься в начале II века - спустя полтора столетия после изобретения бумаги интересный способ макулатуры, а именно бумажных денег, выпущенных в эпоху династии Минь и вскоре обесценившихся, был зафиксирован в Пекине в XVII веке. Обанкротившиеся пекинцы использовали банкноты для изготовления петард и хлопушек, которые были, потом в знак протеста взорваны на площади Тяньаньмэнь. С началом экономического бума 1990-х годов потребление бумаги в Поднебесной растет со скоростью 7-8% в год. Соответственно растет объем переработки бумажных отходов. В стране работает несколько десятков тысяч предприятий, занятых переработкой макулатуры. Больше половины всех бумажных отходов в КНР перерабатывается в бумагу. «Восстановленная» бумага используется для печатания книг, производства бумажных салфеток и туалетной бумаги, изготовления тканей, традиционных китайских украшений, пиротехники, упаковочных и отделочных материалов.
В Японии макулатура закупается и поступает на склады вторичного сырья из супермаркетов, магазинов, предприятий, выпускающих продукцию из бумаги и картона (обрезки, отходы производства тары), домашних хозяйств (часть в обмен на мыло, туалетную бумагу и другие товары), затем макулатура поступает на целлюлозно-бумажные предприятия. Макулатура приобретается сборщиками за наличный расчет или в обмен на туалетную бумагу. На изготовленной бумаге из переработанной макулатуры печатается 70% всех периодических изданий.
Сбор и транспортировку макулатуры осуществляют и организуют специализированные пункты. К сбору привлекаются различные общественные организации. Отходы, полученные при переработке макулатуры, также идут на производство удобрений. Япония занимает первое место в мире по объему вторичного использования бумажных отходов.
Бумажные отходы идут на изготовление абажуров, занавесок, ширм, игрушек и традиционных японских украшений. В 2001 году японская корпорация Као начала производство нового упаковочного материала из макулатуры - жидкая бумажная масса используется для изготовления флаконов для шампуней, жидкого мыла и других парфюмерных товаров. Другая японская компания «Lupo Со» в январе 2003 года представила потребителям персональный компьютер, корпус которого (системный блок, монитор и клавиатура) целиком изготовлен из твердого картона, продукта специальной переработки бумажных отходов. Однако поставить изготовление таких компьютеров на поток компания пока не решилась [30].
На фоне масштабного расширения использования макулатурного сырья, успехи нашей страны выглядят скромными, и переработка макулатуры в нашей стране остаётся на низком уровне.
Менее 5% ТБО в РК подвергается переработке, в результате чего происходит их постоянное накопление. Объем ТБО непрерывно возрастает, вследствие чего утвержденные нормы накопления отходов на человека не соответствуют фактическим показателям. По данным экспертов около 40% морфологического состава ТБО представляет собой потенциальное сырье для использования в промышленности [31].
Соотношение морфологического состава потерпело изменения. Доля пищевых отходов и стекла существенно снизилась, в то время как доля бумажных отходов заметно возросла. Основная причина этого заключалась, во-первых, в отсутствии большого количества упаковки. Второй причиной является то, что население активно собирало и сдавало макулатуру в пункты приема вторсырья. На сегодняшний день подобная практика практически отсутствует.
Морфологический состав городских и сельских полигонов несколько различаются. Особенно сильно разнятся доли бумаги и картона (34% - городские полигоны и 11% сельские), пищевых отходов (30% - 21%), золошлаков (5% - 48%).
Состав макулатуры городских и сельских полигонов разделяются на целлюлозно-бумажные материалы:
- гофротара;
- обертка;
- термоупаковка;
- картон.
Основными поставщиками макулатуры, в соответствии с рисунком 2, на сегодняшний день являются предприятия, имеющие дело с бумагой и картоном, а именно типографии, производители упаковки ТНП. На долю этой категории поставщиков приходится около 50% поставок. При этом, доля макулатуры в общем объеме отходов в типографиях составляет 100%, тоже самое характерно и для производителей бумажной упаковки. Несколько иная ситуация с производителями ТНП. Доля бумажных отходов колеблется от 15 до 40%, в зависимости от производимого товара.
Еще один важный источник макулатуры – предприятия торговли. На их долю приходится около 40% поставок макулатуры. Однако, как показало исследование, в основном это крупные торговые центры, супермаркеты и универсамы. Подавляющее большинство мелких магазинов, не собирают макулатуру, а просто выбрасывают ее [32].
Рисунок 2. - Источники сбора макулатуры - корпоративный сектор
[32]
Наиболее активным поставщиками макулатуры среди регионов, бесспорно, является Алматы. Основная причина этого заключается в том, что именно здесь сосредоточено наибольшее количество производителей ТНП, типографии, торговых предприятий.
Другими наиболее крупными поставщиками бумажных отходов, пригодных в качестве вторичного сырья, являются город Астана, Карагандинская. Восточно-Казахстанская и Павлодарская области.
Обьем предложения макулатуры ежегодно растет. Основное влияние на это оказывает рост объемов производства пищевой промышленности, объемов импорта и, соответственно товарооборота. В тоже время, объем переработки макулатуры крайне мал не более 15%. Существенная доля макулатуры, порядка 85-90%, все еще вывозится на полигоны. Размер рынка макулатуры соствавляет порядка 62 608 тысяч тонн.
Сбором макулатуры занимается большое количество предприятий, однако подавляющее число из них - мелкие. Что касается переработки, то ее осуществляют лишь несколько: «Казахстан кагазы», «Карина Трейдинг», «Илийский картонажный комбинат», «Павлодарский картонно-рубероидный завод».
По оценкам экспертов, предложение макулатуры в несколько раз меньше, чем спрос на нее. В настоящее время переработке подвергается не более 10-15% бумажных отходов, оставшиеся 85% вывозятся на свалки и полигоны [33,110-120].
Следует отметить, что по мнению экспертов промышленно развитых стран, с точки зрения экономики, в настоящее время целесообразно перерабатывать до 65% макулатурного сырья от потенциального объема макулатуры. В Казахстане эта цифра составляет около 15-20%. Остальная макулатура, в основном в виде бытового мусора, попадает на полигон. Такое положение признается недопустимым и требует решения. Пути решения этой проблемы – налаживание сбора и первичной обработки макулатуры и освоение технологий ее эффективной промышленной переработки.