Полимеры – новые для природы субстраты
Постоянное увеличение производства различных пластмасс и все расширяющаяся сфера их применения в самых разных отраслях хозяйства, огромные объемы пластмассовой продукции, быстрое ее превращение (особенно упаковок различных видов) из категории готовой продукции в категорию отходов способствуют росту загрязнения пластмассовыми отходами окружающей среды.
В естественных условиях полимерные материалы не разлагаются в течение многих десятилетий и препятствуют разложений всего, что оказывается изолировано ими от окружающей среды.
Особенно бессмысленно использование пластмасс для транспортировки других видов отходов. Так, пищевые отходы в пластиковых пакетах становятся недоступны ни животным-консументам, ни полному разложению, поэтому они сохраняются в несколько раз дольше, чем просто будучи выброшенными в природу.
Даже такая органика, как прошлогодние листья, трава и т.д., будучи упакована в пластиковую тару, превращается в неразлагающийся отход, загромождающий свалки, тогда как в естественной ситуации легко разлагается, и не только не является чем-то вредной, но даже составляет необходимое звено круговорота веществ. Однако как отдельные люди, так и городские службы упорно пополняют ею свалки, воспринимая как «чистую» территорию, на которой нет не только антропогенного мусора, но и природного детрита.
Все это являются предпосылкой не только необходимости вовлечения пластмасс в промышленную переработку и утилизацию, но и коренного пересмотра представления о том, что является, а что не является отходами.
Возможности утилизации пластмасс
Использование пластмассовых отходов в качестве вторичного сырья позволяет существенно экономить ценное первичное сырье (углеводороды) и энергию. Технически утилизация промышленных отходов пластмасс достаточно несложна. Эти отходы могут перерабатываться на тех же предприятиях, где производят сами пластмассы, и степень их утилизации может достигать 90%.
Наиболее сложна утилизация отходов потребления пластмасс, поскольку объемы образования этих отходов в 4-5 раз выше, чем в промышленности. Поэтому реально степень утилизации полимерных отходов потребления редко превышает 15-20%. Проблема состоит не в самой утилизации, а в сборе отходов, а также в том, что многие из них (например, пакеты для мусора) изначально не направлены на утилизацию.
Основные подходы к переработке полимеров
Основными направлениями переработки и утилизации отходов пластмасс могут быть следующие:
- обогащение (включая очистку, сортировку по видам), регрануляция и вторичное использование для производства новых изделий;
- переработка смеси отходов (без сортировки) в такие изделия, к основным механическим свойствам которых не предъявляется особых требований;
- сжигание для получения энергии;
- химическое разложение до получения низкомолекулярных веществ.
Химическое разложение полимеров может производиться с применением различных процессов – гидрирования в восстановительной среде, крекинга, газификации в окислительной атмосфере, пиролиза в бескислородной среде, гидролиза.
Выбор оптимальных по экологическим и экономическим показателям технологий достаточно сложен. Хотя повторное использование полимерных отходов пластмасс для получения новых изделий такого же типа представляет наибольший интерес, нельзя не учитывать, что при многократной переработке свойства пластмасс изменяются не в лучшую сторону. Поэтому такое сырье нередко подвергают модифицированию.
Отходы термопластов нередко перерабатывают для производства строительных изделий, добавляют к дорожно-строительным материалам, вводят в состав невысыхающих антикоррозийных покрытий для металлического оборудования и конструкций и т.д. Производят из них массивные блоки для переездов железнодорожных путей. Имеется технология переработки полимерных отходов в пластиковые трубы.
В тех случаях, когда полимерные отходы по разным причинам не могут быть переработаны, их можно использовать путем сжигания с утилизацией выделяемого при этом тепла, в том числе в смеси с другими твердыми горючими отходами. При этом необходимо учитывать, что некоторые полимеры, особенно хлорсодержащие пластмассы, в процессе сжигания образуют токсичные побочные продукты. При их переработке необходимо соблюдать определенные режимные параметры и использовать эффективную газоочистку.
