Знешкодження переробка та утилізація відходів

Проблема утилізації відходів з кожним роком стає все актуальнішою. За оцінками експертів тепер на звалища більше потрапляє пластмаси, ніж скла, металу і деревини. Полімери становлять близько 20% з прогресуючим зростанням до 30% від загальної маси комунальних відходів країни. Відходи з полімеру складають одну з основних проблем забруднення навколишного середовища нашої країни.

Проблема відходів має високу гостроту через низьку швидкість їхнього розкладення. Папір руйнується через 2 — 10 років, консервні банки майже за 100 років, поліетиленові матеріали — за 200 років, пластмаса — за 500 років, а скло для повного розкладу вимагає 1000 років.

Захоронення або вивіз на смітник мало придатні для утилізації відходів полімерних матеріалів. Це обумовлено тим, що їх об’єм не змінюється з часом. Відповідно площі, зайняті під смітники, повинні безперервно збільшуватися, це призводить до виведення з господарського обороту значних територій, довгостроковим забрудненням навколишнього середовища і не раціонально з енергетичної точки зору. Однак цей метод і сьогодні широко застосовується в Україні.

Створення бію-, фото- і водорозкладуваних полімерів спочатку розглядалось як один із оптимальних шляхів вирішення проблеми утилізації відходів. Фотодеструктуючі полімери одержують введенням в полімер УФ-сенсибілізаторів або синтезом сополімерів, які мають світлочутливі групи, або нанесенням покрить з фотоактивуючими добавками на поверхню виробів. Сенсибілізаторами частіше всього служать похідні антрахінону, бензофенону інших ароматичних кетонів та альдегідів.

При введенні світлочутливих функціональних груп в основний ланцюг полімеру фізико-механічні характеристики матеріале не змінюються. Поглинання УФ-променів цими групами обумовлює наступну деструкцію матеріалу. Швидкість фотодеструкції визначається інтенсивністю опромінення, вмістом "активних" груп, фізичними і хімічними властивостями матеріалу. Можна одержати фотодеструктуючі полістирол (ПС) і полівінілацетат шляхом введення в них макромолекул світлочутливих карбонільних груп і створити фотодеструктуючі композиції на основі ПС і сополімерів стірола з мономерами, що мають кетонні групи.

Ця мета досягається сополімеризацією стиролу з акролеіном [10].

Існують біополімери, здатні розкладатися під дією мікроорганізмів. Основними напрямками роботи на сьогодні є:

• одержання полімерів визначеної структури, що піддаються дії мікроорганізмів;

• розробка композицій на основі звичайних полімерів із специфічними добавками, що є джерелом живлення мікроорганізмів;

• створення полімерів, які починають розкладатися під дією УФ-світла, а закінчують під дією мікроорганізмів.

Відомі різні способи одержання водорозчинних полімерних матеріалів. Так, з оксіпропілцелюлози можуть бути виготовлені водорозчинні листові та плівкові матеріали, тара та упаковка. Водорозчинні мішки для сільського господарства і служби побуту одержують, вводячи у полімерні композиції модифікований крохмаль. Однак під час виробництва полімерів, що розкладаються, витрати, як правило, вищі, ніж при виробництві звичайних пластичних мас. Фоторозкладувальні полімери, що застосовуються як пакувальні матеріали, не захищають складові упаковки від дії УФ-світла. Токсичність продуктів розкладання таких матеріалів вивчена недостатньо, оскільки для цього потрібні спеціальні токсикологічні дослідження.

Спалення відходів супроводжується забрудненням атмосфери отруйними газами, характеризується високою температурою, необхідністю відводу великої кількості тепла і сильною корозією технологічного обладнання. За наявності у відходах значної кількості полівінілхлориду (ПВХ) на стінках печей може з’явитися суцільний шар хлоридів заліза, на якому за температури 650-780°С можливе утворення сульфіду заліза. Дослідження показали, що під час спалювання сміття, яке містить до 6% пластичних мас (поліолефінів, ПВХ, ПС), в спеціальних інсеніраторах не спостерігається підвищення димоутворення, посилення запахів і засмічення обладнання.

Для забезпечення спалювання відходів полімерів з мінімальним забрудненням повітря розроблені спеціальні системи газоочищення, методи попередньої обробки відходів (наприклад, лужним розчином), створені установки різних типів — ротаційні та подові печі, печі з гоокнім полум’ям і печі для спалювання в псевдозрідженому шарі. В більшості країн пластичні маси спалюють разом з іншими твердими відходами, на приклад в Японії функціонують спеціальні інсеніратори матеріалів. Попіл, що утворюється під час спалювання, використовують як добавку при виробництві будівельних матеріалів, дорожнього покриття .

Полімерні матеріали характеризуються високою теплотворною здатністю (у два-три рази вищою, ніж у текстилю і паперу). Тому теплову енергію спалювальних відходів можна ефективно використовувати для одержання пару високого тиску, гарячої води як енергоносія для газових турбін, додаткового палива.

Цікаві статті з розділу

Уточнення розмірів санітарно - захисної зони
Санітарно - захисні зони (СЗЗ) - це ділянки землі навколо підприємства, які створюють з метою зменшення шкідливого впливу цих підприємств на здоров'я людини. В цих зонах можна розміщувати адміністр ...

Екологічні та абіотичні фактори
Термін "екологія" на сучасному етапі розвитку суспільства є широко відомим і загальновживаним. На початку минулого століття його знали лише вчені-біологи, а в 60-ті роки виник екол ...

Екологічні наслідки проведення меліоративних робіт в Ратнівському районі Волинської області
Волинське Полісся - це край з вологим кліматом та високим рівнем ґрунтових вод. Не випадково тут ще в середині XIX століття під керівництвом науковця генерал-лейтенанта І. Жилінського робилися перші к ...