Переробка та утилізація відходів гуми, скла і пластмаси
В першу чергу я звернув увагу на вироби із скла і на їх практичне застосування. Як відомо вироби зі скла широко застосовуються в сучасному світі, як застосовувалися і в давні часи. Найвідомішими з подібних застосувань є скло для скління віконних прорізів і скляна тара. Серед скляних відходів найбільш відома і поширена тара. Це не означає, що при утилізації скла в розрахунок береться тільки цей вид відходів. Крім того, що скло є одним з найдавніших матеріалів, використовуваних людиною, воно також відрізняється великою різноманітністю своїх властивостей і відповідно застосовується в різних областях промисловості і в побуті. Велика кількість скла в житті людини, передбачає неминуче виникнення відходів. Утилізація скла, що втратило свої споживчі властивості, відбувається на підприємствах займаються утилізацією та переробкою. За властивостями скло можна визначити як тверда прозора неорганічна ізотропна речовина. Скло існує в природі у вигляді мінералів, але практично вся основна його частина робиться синтетично. Я вважаю, що основним недоліком скла, є його крихкість. Часто при утилізації скла нам доводиться стикатися з таким поширеним видом відходів, як скляний бій. Це можуть бути як осколки шибок, так і бита скляна тара. До речі, у виробництві скла , застосовуються різні методи по покращенню чи зведення до мінімуму його найбільшого недоліку. Для того щоб воно було міцніше можна застосувати армування, піддати загартуванню, створити багатошарові композити. Всі ці дії направлені на те, щоб розширити сферу застосування скла. В Україні, при виготовленні застосовують різні речовини. Тому скло може бути оксидним (кварцове, силікатне, фосфатне, германатне, боратне), сульфідними, фторидних і т.д.
Як правило, скляну тару від інших видів відрізняє малогабаритність. Застосування скляна тара знайшла в різних областях промисловості. Наприклад, широке застосування вона отримала в харчовій промисловості. Її використовують для довгострокового зберігання напоїв і продуктів. Проте застосовують її для зберігання речовин, які можуть бути шкідливі для навколишнього середовища. Наприклад, в скляні пляшки розливають розчинник «Уайт-спірит». Я пропоную в Україні особливу увагу звернути на вторинне використання скляної тари, але будівництва підприємств такого напрямку у нас в країні не вистачає.
Утилізація скла є, безумовно, значущою операцією для збереження навколишнього середовища. Так само варто сказати, що деякі скляні відходи проходять рециклінг, тобто переробку. Перед початком процедури утилізації скла, відходи, що доставляються на завод, проходять ретельне сортування. Сортуються вони з вигляду скла і ступеня забрудненості.
У цьому розділі я вирішив особливу увагу звернути на вторинну переробку виробів із гуми. Останнім часом в Україні використання гумових виробів стає інтенсивнішим – відповідно збільшується і кількість відходів.
Відходи гумових виробів можна поділити на відходи виробництва і відходи суспільного споживання. Відходи виробництва гумових виробів накопичуються на підприємствах, котрі виробляють гумо-технічні вироби, автомобільні шини, гумове взуття.
Відходи виробництва гумо-технічних виробів поділяють:
відходи гумових сумішей;
невулканізовані гумові відходи
вулканізовані гумові відходи.
Відходи споживання. Основним, найбільш масовим видом відходів суспільного споживання є амортизовані шини. У світі на виробництво автомобільних шин витрачається половина виробленого синтетичного каучуку (більше 15 млн. т на рік), і в кінцевому підсумку всі вироблені шини через певний час потрапляють у відходи Час експлуатації автомобільних шин менше, ніж час експлуатації більшості гумових виробів.
У світі застосовують різні технології з переробки та утилізації гумових відходів та зношених автомобільних шин. В цих технологіях передбачено використання зношених шин та гумових відходів для отримання енергії шляхом спалювання, подрібнення шин і гумових відходів для отримання гумової крихти, порошку і регенерату.
Утилізація цілих шин. Цілі зношені шини використовують при будівництві штучних рифів. Біля берегів Австралії фірмою «GoodYear» був створений штучний риф з 15 тис. шин, біля берегів Флориди - з 215 тис. шин. Штучні рифи з шин є також в Новій Зеландії, Греції, Японії, на Ямайці та в інших країнах. Морська вода при цьому не забруднюється.
Іноді зношені шини застосовують як захисні елементи, наприклад при зміцненні схилів від ерозійних процесів. У цьому випадку схили покривають покришками, засипають їх ґрунтом і сіють трави.
Спалювання шин з метою отримання енергії. Використання зношених шин для отримання енергії з точки зору екології неоднозначно, тому що це пов'язано з виділенням в атмосферу великих кількостей цинку і сірки.
Однак з метою утилізації шин і отримання при цьому додаткової енергії у світі широко застосовують спалювання шин.
Основна причина застосування методів спалювання шин для отримання енергії в багатьох розвинених країнах - відсутність ефективних технологій комплексної переробки шин з отриманням продукції високої якості.
Застосування шин в якості палива в цементній промисловості. Технологія фірми «Bridgestone / Firestone» успішно використовується в Японії з початку 80-х років. За даною технологією цілі або розрубані на шматки шини водяться в модернізовану обертову піч. Металокорд, що знаходиться в шинах, частково замінює залізну руду, необхідну у виробництві цементу.
Однак у Швейцарії фірма «Jura cement works». Припинила спалювання шин у цементних печах через забруднення навколишнього середовища продуктами згоряння. У США з 200 існуючих печей тільки 12 спалюють зношені шини, незважаючи на те що витрати на переобладнання печей для заміни вугілля зношеними шинами порівняно невеликі. 2 млрд шин, що лежать на звалищах США, еквівалентні 20 млн. т вугілля і гарантують постачання цементної промисловості дешевим паливом протягом тривалого часу.
Піроліз відходів гуми. У найбільш розвинених країнах: (США, Японії, Німеччини, Швейцарії та ін) вже тривалий час готування експлуатують дослідно-промислові установки по піролізу зношених шин потужністю 7-15 тис. т / рік по сировині.
Піроліз шматків шин, гумової крихти здійснюється в середовищі з недоліком кисню. Але так як велика частина цих установок працювала в циклічному режимі, а одержувані продукти піролізу вимагали додаткового очищення перед наступним користуванням, а головне - витрати не покривають вартість не одержуваних матеріалів, піроліз старих шин практично не застосовують.
Однак фірма «Energy Research International» (США) удосконалила технологію піролізу на своїй установці «Реактор», яка може переробляти 1 млн. легкових шин щорічно, отримуючи з 1 т покришок більше 600 л дизельного масла, високосортного технічного вуглецю і 130-180 кг сталевого дроту..
У Канаді передбачають будівництво піролізного заводу потужністю 10000 т на рік.
У США в 2001 р. при дробленні зношених шин було вироблено гумової крихти 30-40 тис. т (у тому числі для виробництва гумо-асфальта 18-20 тис. т) при позитивних температурах і 13-16 тис. т. - криогенним методом.
На російському ринку технологічні лінії подрібнення пропонують наступні вітчизняні фірми: АТ «Тушинський машинобудівний завод» (ТМЗ), РІЦ «Росполімер» (Росія ).
Вирішити проблему переробки та використання зношених шин можна, об'єднавши зусилля всіх відповідальних сторін: переробників, споживачів, федеральних і місцевих виконавчих органів. Лише наявність відповідного законодавства про утилізацію використаних шин відкриває нові ринки для технологій переробки та застосування отриманих продуктів. Для цього повинна бути створена система стимулювання з обов'язковою участю уряду.
У штаті Род-Айленд повинен бути прийнятий закон про внесок Юдолла з кожної шини, проданої в штаті. Гроші будуть повернуті, коли зношену шину здадуть дилера. З 1 січня 2002 р. набув чинності закон, за яким кожна нова шина продана в штаті, обкладається податком у 50 центів. Ці гроші призначені на розвиток переробки і вторинного використання шин.
Крім збору 7$ за 1 шину, який вже платять покупці за ліквідацію зношених шин в штаті Онтаріо, прийнятий податок на нову шину 5$ без вказівки, як будуть використані ці гроші.
У штаті Північна Кароліна під час продажу нових шин беруть 1%-й податок, який розподіляють між округами штату на ліквідацію зношених шин.
У штатах Орегон, Юта і Вісконсин виділяють субсидії на вторинне використання зношених шин, включаючи виробництво з них палива та бітуму.
У штаті Міннесота податок на продаж нових шин використовують для формування фонду, з якого фінансують дослідницькі роботи з переробки шин, дотують фірми, які залучаються до цих робіт, і покривають витрати на розчищення сховищ старих шин.
Я пропоную розробку і прийняття відповідного місцевого і, можливо, федерального закону, що регламентує порядок збору і зберігання зношених шин, їх переробки і користування, а також економічне стимулювання вирішення проблеми в цілому за рахунок введення додаткового податку на продаж нових шин.
З метою зменшення негативного впливу зношених шин на навколишнє середовище, я вважаю доцільним створення спеціальних пунктів по зберіганню зношених шин на кооперативній основі, яка повинна мати: обгороджену територію; бетонований майданчик для зберігання шин з дотриманням всіх правил протипожежної безпеки; ваги для зважування ввезеної і вивезеної сировини; пристрої для вантажно-розвантажувальних робіт; будівлі і споруди, необхідні для роботи пункту; під'їзні шляхи для автомобільного та залізничного транспорту.
Я наголошую на питанні щодо можливості швидкої і дешевої переробки всіх видів пластмас, так як пластична маса (пластмаса) — штучно створені матеріали на основі синтетичних або природних полімерів. Їх формують при підвищеній температурі, у той час, коли вони мають високу пластичність. Сировиною для отримання полімерів є нафта, природний газ, кам'яне вугілля, сланці.
Поширенню пластмас сприяють їх мала густина, що значно зменшує масу деталей, висока корозійна стійкість, широкий діапазон властивостей. Добрі антифрикційні характеристики багатьох пластмас дають можливість з успіхом застосовувати їх для виготовлення підшипників ковзання. Високий коефіцієнт тертя деяких пластмас дозволяє використовувати їх для гальмових пристроїв. Певні пластмаси мають специфічні властивості: високі електроізоляційні характеристики, велику прозорість та ін.
Важливою перевагою пластмас є можливість їх переробки у вироби найбільш продуктивними способами з коефіцієнтом використання матеріалу 0,9-0,95 — литтям, видавлюванням тощо.
Пластикові відходи мають перероблятися, оскільки при спалюванні пластику виділяються токсичні речовини, а розкладається пластик за 100-200 років.
Я звернув увагу на те, що ідея переробки пластика на паливо існує давно. Це вигідно, адже не треба розшукувати сировину, робити геологічну розвідку, бурити шахти чи рити кар'єри, потрібно просто збирати пластик, буквально підінімати його з під своїх ніг. Проте технологічно переробити пластик назад у нафту, при цьому розумно затрачуюючи сторонні ресурси, донедавна було не під силу нікому. Всі технології зводилися до того, що потрібно потратити більше енергії ніж буде отримано з переробленого пластику, а це нікому не вигідно
Скупчення відходів із пластмас утворюють у Світовому океані під впливом течій особливі сміттєві плями. На даний момент відомі п'ять великих скупчень сміттєвих плям - по два в Тихому й Атлантичному океанах, і один - в Індійському океані. Дані сміттєві кругообіг в основному складаються з пластикових відходів, що утворюються в результаті скидів з густонаселених прибережних зон континентів. Керівник морських досліджень Кара Лавендер Ло з Асоціації морської освіти (Sea Education Association; SEA) заперечує проти терміну «пляму», оскільки за своїм характером - це розрізнені дрібні шматки пластику. Пластикове сміття небезпечний ще й тим, що морські тварини, найчастіше, можуть не розгледіти прозорі частинки, плаваючі по поверхні, і токсичні відходи потрапляють їм в шлунок, часто стаючи причиною летальних випадків. Суспензія пластикових частинок нагадує зоопланктон, і медузи або риби можуть прийняти їх за їжу. Велика кількість довговічного пластику (кришки і кільця від пляшок, одноразові запальнички) опиняється в шлунках морських птахів і тварин [5], зокрема, морських черепах і чорноногих альбатросів [6]. Крім прямого заподіяння шкоди тваринам , плаваючі відходи можуть вбирати з води органічні забруднювачі, включаючи ПХБ (поліхлоровані біфеніли), ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан) і ПАУ (поліароматичних вуглеводні). Деякі з цих речовин не тільки токсичні - їх структура подібна до гормоном естрадіолом, що призводить до гормонального збою у отруєного тварини .