Обзор способов переработки и утилизации пластиковых отходов

  • Главная
  • Обзоры
  • Обзор способов переработки и утилизации пластиковых отходов

Упакованный на переработку мусор, wikipedia.org

Процесс переработки пластика основан на превращении пластиковых отходов во вторсырьё. В естественных условиях пластик разлагался бы очень долго - до нескольких сотен лет. Поэтому были разработаны способы утилизации и переработки. Основная их цель - уменьшение уровня загрязнения окружающей среды. На сегодняшний день загрязнение окружающей среды пластиком - глобальная экологическая проблема. Так как пластмассы незаменимы в производстве, прекращение использования пластика невозможно. Следовательно, главным способом решения проблемы загрязнения окружающей среды пластмассами является правильная и максимально экологически чистая утилизация пластиковых отходов и их переработка.

  1. Физический метод;
  2. Химический метод;
  3. Термический метод.

Представляет собой процесс измельчения и перетирания пластика до полимерного материала, который впоследствии будет использоваться для изготовления новых пластиковых изделий. Способ выгоден, так как не требует больших финансовых затрат и усилий со стороны человека.

Сначала пластиковые отходы сортируют, затем производят первичное измельчение, после этого массу очищают от загрязнений и высушивают. После происходит термическая обработка, в результате которой получают полимер. Его отправляют на синтез вторичной пластиковой продукции.

Данный метод позволяет перерабатывать любые, даже загрязнённые виды пластика. Полученный продукт используется как для получения вторсырья, так и для синтеза нового материала.

В отличие от физического, химический способ включает в себя несколько возможных процессов, не связанных друг с другом. В результате каждого из них получается сырьё, из которого изготавливают новые продукты. Чаще всего химические методы используются для переработки загрязнённого материала, а также материала, состоящего из нескольких видов пластика одновременно. Реализация любого из химических методов начинается со сбора и подготовки материала. Затем могут применяться следующие способы переработки:

  1. Гидролиз. При гидролизе пластик реагирует с водой в кислой, щелочной или нейтральной среде. В итоге материал расщепляется до мономеров. Сложность метода в том, что для реакции необходимы очень высокие температуры.
  2. Сольволиз. Это наиболее популярный и эффективный метод химической переработки пластиковых отходов. Здесь используются различные растворители, высокие температуры, перепады давления. Реакции ускоряются при помощи солей щелочных металлов. В процессе сольволиза образуется восстановленное полимерное волокно.
  3. Метанолиз. Пластмассу расщепляют метанолом в специальных изолированных резервуарах при высоких температурах.
  4. Термический катализ. Данный способ был разработан в России. Пластик измельчается и вместе с катализатором поступает в реактор, где происходит нагревание смеси до 400 градусов. В итоге образуется смесь углеводородов, обычно применяющаяся как котельное топливо. При дальнейшей переработке данного продукта могут быть получены бензин и мазут. Недостаток данного метода заключается в том, что процесс термического катализа требует наличия дорогостоящего оборудования, так как термический катализ происходит при высоком давлении.

Как и химический, он включает в себя несколько методов:

  1. Пиролиз. Дорогостоящий, но при этом очень эффективный метод переработки. Пластмасса подвергается воздействию высоких температур без доступа кислорода. Продуктами выступают газ водород, тепловая энергия и мазут. Пиролиз - один из самых экологически чистых вариантов утилизации пластмассы. Применяется он нечасто и в основном в странах с развитой экономикой.
  2. FBR-метод. Суть его заключается в использовании пиролиза в реакторах кипящего слоя. Метод применяется редко, так как технически он трудоёмкий.
  3. Газификация. Из несортированного неочищенного материала образуют газ, используемый для создания новых полимеров, а также для выработки полезной энергии. Пластик обрабатывается плазмой при температуре более 1000 градусов. Таким образом мусор превращается в пепел. Главный недостаток метода - выброс вредных веществ в атмосферу. А главное преимущество, в свою очередь, заключается в том, что не нужно тратить ресурсы на очистку пластмасс.
  4. Сжигание. Один из самых распространённых методов. Обычно применяется для утилизации пластмасс, непригодных для переработки по той или иной причине. Продукты утилизации - энергия и зола. Данный метод должен применяться только в том случае, когда остальные методы бесполезны, потому что при сжигании пластмасс в атмосферу выделяется много токсичных веществ.

Есть ещё одна категория методов утилизации - так называемые экспериментальные методы. Их относят к отдельному классу, потому что они ещё не введены в эксплуатацию повсеместно.

  1. Деполимеризация. Метод основан на процессе пиролиза с участием воды. В результате полимер расщепляется до мономеров и образуется смесь углеводородов.
  2. Радиационный. Основан на использовании радиационного излучения. Предполагается, что в недалёком будущем данный метод станет основным способом переработки армированного пластика. Недостаток метода - повышенная радиационная активность, наносящая вред как находящемуся рядом человеку, так и окружающей среде.

Основной трудностью любого метода является трудоёмкость процесса сбора и сортировки пластика. Как было сказано выше, некоторые методы применимы только для некоторых видов пластика, например, только для очищенного. Между тем, исходный материал, который собирают с мусорных свалок, загрязнён, поэтому прежде чем перерабатывать пластик, нужно его очистить, на что требуются время и деньги.

Таким образом, учёные со всего мира активно разрабатывают способы решения проблемы загрязнения пластиком. И, возможно, в недалёком будущем появится и будет принят способ утилизации, не вредящий ни людям, ни атмосфере и позволяющий избавляться от ненужного мусора.