Рекус шпора. 1 Основные направления тары и упаковки
 Скачать 184 Kb.
|
|
1 Основные направления тары и упаковки. Воздействие человечества привело к тому, что уже превышены границы самоочищающей способности составляющих биосферы. Загрязнение окружающей среды связано в основном с накоплением больших количествах отходов. Бытовые отходы постоянно растут. В среднем на человека в день приходит около 2 кг ТБО. Состав ТБО: Бумага-41%,Пищевые отходы-21%,Стекло-12%,Железо и сплавы-10%,Пластмассы-5%,Древесины-5%,Кожа и Резины-3%,Текстиль-2% Более половины производимых бумаги и стекла и треть всех пластмасс расходуется на производство тары и упаковки, особенно быстро растет доля пластика. Требования к материалам: Они д.б. легкими, Небьющимися, Биологически неактивными Всем этим требованиям отвечают пластиковые упаковки. Способы утилизации: Объем ТБО постоянно растет. При росте населения земного шара в год на 1,5-2%,объем свалок растет на 6%. В мире ежегодно на человека образуется около 350 кг отходов. 1) Сжигание (перолиз, разложение) 2) Сортировка и вторичная переработка ТБО 3) Сортировка, прессование и брекитирование. 4) Компостирование органической части отходов. 5) Захоронение на современных полигонах ТБО. Технология сжигания характеризуется быстротой утилизации практически всех видов отходов и дополнительном получении тепловой энергии. К очевидным недостаткам этого метода относится высокая капиталоемкость технологической обработки особенно систем очистки отходящих газов, а так же образование чрезвычайно опасных элементов и соединений, в составе дымовых газов и отходов производства. Капитальные затраты на создании мусоросжигательных заводов составляет 80-100 тыс.$ на единицу мощности. В мировой практике мусоросжигательные предприятия действуют только в тех страна, где дефицит свободной земли не позволяет строить полигоны. Сортировка отходов и переработка в отдельные фракции позволяет уменьшить количество размещаемых на полигонах отходов до 50%, но и естественно позволяет получить новый продукт из вторичного сырья. Однако рынок рециклинга имеет определенное ограничение безэффективного исходного разделения мусора на фракции, вторичное сырье теряет свои потребительские качества. Сортировка, прессование, брекитирование – это комбинация методов вторичной переработки и полигонного захоронения. Преимущество способа заключается в сохранение материальной ценности вторичных ресурсов, компактностью получаемых брикетов и возможности их длительного хранения без захоронения. Компостирование отходов – это альтернативный способ мелиорации с/х земель. Данная технология базируется на раздельном сборе пищевых и органических отходов. В случае нераздельного сбора органическая часть после сортировки подвергается термической утилизации как непригодной для дальнейшего использования. Современные полигоны ТБО являются сложным сооружениями, но они наиболее распространены как средство. Полигон является наиболее дешевым способом утилизации отходов. Применение любых из этих перечисленных технологий не освобождает от использование полигонов, поскольку образуется отходы самой утилизации. 3. Захоронение как метод утилизации. Преимущества и недостатки Захоронение на полигоне- самый простой и дешевый способ утилизации. Имеющиеся в почве редуценты, разлагают до минерального состава весь мусор. Однако, в связи с тем, что современный состав отходов имеет большое количество синтетических материалов(для них в природе нет редуцентов),эта часть отходов природой не перерабатывается. В РФ под полигонами занято свыше 300 тыс. га. Имеется около 3 тыс. мест захоронения токсичных отходов, общей площадью 11 тыс. га. На предприятиях и полигонах накоплено свыше 2 млрд. токсичных отходов, из которых больше 90% имеют промышленное происхождение. Объем радиоактивных отходов- 600 млн. м3. Ежегодно более 40 млн. тонн коммунальных отходов оседают на свалках и полигонах (макулатура, пластик, текстиль, стеклобой, металлы, органические отходы). Недостатки захоронения: сокращение места; меняется состав полигонов; выделяются токсичные соединения; выделяется метан(может приводить к взрывам, пожарам) 4. Сжигание, как метод утилизации. Преимущества и недостатки.Сжигание - эффективный метод утилизации отходов путем сжигания в специальных котлах. Сжиганию подвергают не только бумаги и картон, но и биологические отходы и медикаменты. Наиболее распространённым методом утилизации ТБО является сжигание с последующим захоронением образующейся золы на специальном полигоне. Метод обладает серьёзными недостатками, такими как образование сильно ядовитых химических соединений, например диоксида, а также зола может содержать тяжелые металлы и другие вредные примеси. Существует довольно много технологий сжигания мусора — камерное, слоевое, в кипящем слое. Мусор может сжигаться в смеси с природным топливом. Наиболее опасным с экологической точки зрения является низкотемпературное сжигание в котлах. Сжигание выгодно применять для пластиков. Пиролиз пластмасс применяется для большинства полимеров и их смесей. При этом полиолефины распадаются до коротких углеводородных цепей с той же структурой. В случае пиролиза термопластиков (ПС, ПП) происходит деструкция до мономеров → полимеры. Это истинный рецикл. Его недостатком является энергоемкость. Также полимеры с Cl не подвержены истинному рециклу.В Великобритании есть электростанции, работающие на покрышках. В Японии разработаны печи для сжигание ПЭ и ПП без образования золы и дыма при Т=1000-1200 град. Пластик на половину сгорает, а на половину карбонизируется. 14 Повторное использование тары из полимерных материалов Повторно могут использоваться ПЭТ-бутылки (опыт Финляндии, Норвегии, Дании, Германии, Нидерландов, Австрии). Пластиковые бочки также могут использоваться повторно(альтернатива металлическим бочкам). 7. Производство и утилизация бумаги. Влияние на окруж. среду. Сырьём для производства бумаги и картона является хлопок, солома, лён, бамбук, тряпьё, макулатура и древесина. 28% древесины, добываемой в различных странах используется для получения тары и упаковки. Схема изготовления бумаги: Приготовление пульпы *механическое изготовление(древесина + вода. много лигнина (30%) – изготовление газетной бумаги *химическая пульпа. Измельчение + температура + хим. воздействие. Лигнин растворяется. При этом могут происходить 2 типа процессов: *Сульфитный (кислотный) – сохраняется белизна целлюлозы *Сульфатный процесс (щелочной) получается пульпа коричневого цвета, требующая отбеливания *Полухимическая пульпа. Используется для изготовления гофрокартона Фибрилляция – разбиение на тонкие волокна. Чем больше фибрилляция, тем прочнее бумага. На этом этапе также происходит добавление наполнителей(глинозем, бланфикс, клей, воск, макулатура, мел, тальк) – получается суспензия волокон в воде. Суспензия проходит через сито, удаляется часть влаги, формируется структура Сушильная камера удаление 75-80% влаги, полотно проходит через серию прессов и коландеров. Бумага, используема для упаковки пищевой продукции производится из химической пульпы. В процессе производства картона и бумаги наносится ущерб окружающей среде. В пром стоки попадают кислоты и щелочи. Таким образом при производстве бумаги необходимо соблюдать след экологич требования: 1)Наличие очистительных сооружений 2)Создание водооборотных циклов 3)Внедрение безхлорного отбеливания 4)Сжигание неиспользованных остатков для получения тепла 5Переработка ТБО.К механико-биологическим методам относятся: компостирование отходов после предварительной сортировки: механизированная сортировка, сушка и брикетирование отходов для экологически безопасного их захоронения на специальных полигонах; сортировка отходов, производимая в основном населением, и распределение их (стекла, металла, полимеров, бумаги) по предприятиям переработки вторичных материалов. Термические методы включают: сжигание отходов, преимущественно их бумажно-полимерных компонентов, которое производится в установках с колосниковыми решётками или в топках с кипящим слоем; пиролиз, представляющий высокотемпературное разложение отходов (выше 600 градусов) без доступа кислорода во вращающихся трубчатых печах с получением полукокса и горючего газа; газификация отходов, позволяющая преобразовывать их органическую часть в синтез-газ, который применяют для химического синтеза; комбинированные термические методы, сочетающие полукоксование с последующим сжиганием. К ТБО относят: бумагу (картон); пищевые отходы; дерево; металл черный; металл цветной; текстиль; кости; стекло; кожу и резину; камни; полимерные материалы; прочие компонеты; отсев (мелкие фрагменты, проходящие через 1,5-сантиметровую сетку); К опасным ТБО относятся: попавшие в отходы батарейки и аккумуляторы, электроприборы, лаки, краски и косметика, удобрения и ядохимикаты, бытовая химия, медицинские отходы, ртутьсодержащие термометры, барометры, тонометры, лампы. Сжигание. (см вопр 4) Технологии сжигания хр-ся быстротой утилизации практич. всех видов отходов и дополнительным получением тепловой энергии. Однако, «-» это высокая капиталоемкость технологического оборудования- сис-ма очистки отходящих газов, образование опасных эл-тов и соед-й в составе дымовых газовых отходов производства, которые требуют захоронение на полигонах токсич-х отходов. Технологич. цикл завода требует непрерывное поступление отх-в, а это возможно только при налаженном сборе отходов. Сжигание требует предварит обраб-ки ТБО- удаляют тв. купные объекты, металлы; измельчают, чтобы уменьшить вредные выбросы из отх. Зола, образованная при сжигании может служить наполнителем при строительстве. Рециклининг.-разделение втор. сырья из общего сформировавшегося потока мусора на спец предприятиях. Сортировка отх-в позволяет снизить кол-во размещаемых на полигонах отх-в до 50%. Позволяет получить новые продукты потребления, не использующие первичн. ресурсы. Сепарация- извлечение ценных компонентов из поступивших отх-в. Удаление опасных компонентов. Прессование и брикетирование.-комбинация втор перераб-ки и полигонного захоронения. Органика и утилизируемые фракции выбираются, а неутилизируемые – подсушиваются и брикетируются с использованием внешней оболочки и складируются на спец подготовленные полигоны. «+» 1)сохранение материальной ценности утилизируемых втор ресурсов, 2)компактность получаемых брикетов, 3)возм-ть длительного хранения на спец полигонах без захоронения. Компостирование. -альтернативный метод мелиорации с/х земель. Данная технология основана на раздельном сборе пищевых и органических отходов. Компостирование - это биохимический процесс разложения органической части ТБО микроорганизмами. В биохимических реакциях взаимодействуют органический материал, кислород и бактерии, а выделяются углекислый газ, вода и тепло. В результате саморазогрева до 60-65 град.С происходит уничтожение большинства болезнетворных микроорганизмов. Продуктом компостирования является органическое удобрение - компост или биотопливо (сырой компост). Полигоны - комплексы природоохранительных сооружений, предназначенные для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, обеспечивающие защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующие распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.«+» 1)не треб высокой квалиф работников, 2)наиб дешевый способ по сравнен с др технологиями, 3)позволяет обеспечить текущий контроль за уровнем загрязнения и восстановления разрушенных земель. Любая из технологий не может обойтись без полигонов из-за отх-в, образующихся при утилизации. Для размещения ТБО отчуждается террит до 10 млн га. «-» 1)сокращение мест, 2)меняется состав ТБО, 3) выделение метана(взрыв). 6. Устройство и совершенствование полигонов ТБО К твердым бытовым относятся отходы хозяйственной деятельности населения (приготовления пищи, уборки и текущего ремонта квартир и др.), включая крупногабаритные предметы домашнего обихода, упаковку, смет с дворовых территорий, улиц, площадей, отходы ухода за зелеными насаждениями и другие. Удаление твердых бытовых отходов обеспечивает санитарную очистку городов и создает необходимые санитарно-экологические условия существования населенного пункта. Наиболее распространенными в настоящее время сооружениями по обезвреживанию удаляемых из города ТБО являются полигоны. Полигоны–комплекс природоохранительных сооружений, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, обеспечивающий защиту от загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, препятствующий распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов. Все работы по складированию, уплотнению и изоляции ТБО на полигонах выполняются механизировано. Современные полигоны ТБО представляют собой сложные инженерные и природотехнические сооружения. Полигоны являются наиболее широко применяемыми средствами утилизации по ряду причин: 1)Не требуют высокой квалификации сотрудников 2)Наиболее дешевый способ по сравнению с другими технологиями 3)Позволяет обеспечить текущий контроль за уровнем загрязнения и восстановления нарушенных земель Устройство полигонов: 1 слой: изолирующее покрытие ( в нем расположены дренажные трубы собирающие загрязненные воды полигона); 2 слой: компостированные биоразлагаемые отходы (располагаются трубы для сборки биогаза); 3 слой: межслойные перекрытия; 4 слой: геотекстильный слой ( водопроницаемые синтетические материалы); 5 слой: слой сбора газа (30 см); 6 слой: слой спрессованной золы; 7 слой: дренажный слой (50 см) 8 слой: геотекстильный слой. Любая из технологий не может обойтись без полигонов из-за отходов, образующихся при утилизации. Имеющиеся в почве редуценты (бактерии, дрожжи) разлагают до минерального состава весь мусор. В связи с тем, что современный состав отходов имеет большое количество синтетических материалов, для них в природе нет редуцентов, и эта часть отходов природой не перерабатывается. На территории РФ в отвалах и хранилищах накоплено свыше 85 млрд. тонн твердых отходов, из которых 80 млрд. тонн – отходы горнорудного комплекса (ежегодно увеличиваются на 2 млрд. тонн). Под полигонами, шламонакопителями занято около 500 тысяч га. Имеется около 3 тыс. мест захоронения токсичных отходов, общей площадью 11 тыс. га. На предприятиях и полигонах находятся свыше 2 млрд. тонн токсичных отходов, из которых более 90% имеют промышленное происхождение. Объем радиоактивных отходов - 600 млн м3. Ежегодно более 40 млн. тонн коммунальных отходов оседают на свалках. В них содержатся более 10 млн. тонн макулатуры, более 2 млн. тонн пластика, свыше 1 млн. тонн – тряпки, 700 тыс. тонн – стеклообои, 600 тыс. тонн – металлолома, 10 тыс. тонн органических отходов. Рыночная цена фракций более 1 млрд $. Для размещения ТБО отчуждается территория до 10 млн. га. Недостатки полигонов: - сокращение мест; - меняется состав ТБО. 13 Особенности утилизации пластиковой упаковки Пластмассы – синтетические материалы, которые не усваиваются природой, поскольку в природе для них не существует редуцентов. Наиболее известны методы переработки в товарный гранулят с последующей возможной переработкой в пластиковые трубы, тару, контейнеры, мебель, скамейки, химическое волокно. В настоящее время в мире действуют установки деполимеризации и термодеструкции пластикового сырья для получения растворителей, смазочных масел, искусственной нефти и другого ценного химического сырья. Переработка пластика – это дорогой и сложный процесс. Для вторичной переработки годится не весь пластик, а лишь некоторые ПЭВД, ПЭНД, ПЭТФ, ПП, ПС, а другие (ПВХ) могут быть использованы только как строительный материал. В России переработка пластика практикуется мало. Исследования показали, что главной проблемой (особенность) при переработке пластика является следующее: последовательные термические обработки пластика приводят к появлению некоторых продуктов разложения, которые образуются в процессе окисления и деструкции. Поэтому упаковка готовая или уже использованная отличается от исходного материала, из которого она произведена. Различия в молекулярной структуре и свойствах полимера увеличиваются прямо пропорционально времени между производством и возможным рециклом. В случае некоторых пластиков свежие отходы могут быть смешаны и регрануллированы вместе с исходным материалом. Переработка смеси пластика из бытовых отходов, которые имеют различную природу, состав, сво-ва невозможна, но возможно приготовление из них более низкосортных продуктов (мешки, скамейки и др.). Для свежих промышленных отходов, для одноразовых изделий рекомендуется использовать материальный рецикл (для однородных пластиковых отходов – пиролиз). Для устаревших пластиков – химический рецикл. |