По различным сведениям 4-5% в структуре твердых отходов занимает полиэтиленовый мусор, потому вопрос утилизации и переработки полиэтилена сегодня является особенно актуальным. Просто основная часть изделий из этого материала собой представляет продукцию с ограниченным сроком эксплуатации — это различные пакеты, невозвратная тара, упаковки. Причем основная часть полиэтиленовых отходов отправляется на свалки, на которых разлагается годами, хоть эти отходы подходят для переработки и последующего применения.
Виды полиэтиленовых отходов
Сейчас промышленностью изготавливается четыре основных разновидности этого материала:
- Полиэтилен высокого давления (ПВД) — термопластичное изделие пониженной плотности, которое производится с помощью полимеризации этилена при температуре +200-260°C в автоклавном или трубчатом реакторе. Материал отличается низким уровнем надежности и плавится во время нагревания до +103°C, при этом в жидкой форме имеет сильную текучесть. ПВД активно используется для производства мусорных мешков, пакетов, укрывных и упаковочных материалов, пленки сельскохозяйственного назначения.
- Полиэтилен среднего давления (ПСД) — продукция средней плотности, которую получают с помощью полимеризации этилена при температуре +100-120°C и давлении 3-4 МПа. Изделия надежные и при этом эластичные, объединяют достоинства ПНД и ПВД. Применяются для производства невозвратной и возвратной тары, для непищевой и пищевой продукции, а также толстых пленок.
- Полиэтилен низкого давления (ПНД) — надежные изделия повышенной плотности, которые получают за счет полимеризации этилена с температурной +120-150°C и давлением меньше 2 МПа. При нормальной температуре окружающей среды материал имеет твердую форму, начинает расплавляться при температуре свыше +125°C. Так как ПНД инертен ко многим химическим веществам и составам, из этого полиэтилена делают канистры и иную тару для хранения растворителей, масел, кислот. Также активно применяется для изготовления канализационных труб.
- Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) — надежный и пластичный материал, который получают по особой технологии полимеризации с применением катализаторов. Во время относительно невысокой плотности изделия стойко выдерживают разрывы, проколы и иные механические действия. Основная сфера использования — изготовление тончайших стрейч-пленок.
Вред для экологии
Так как материал является инертным к действию разных химических средств, его не получится утилизировать с помощью кислот или солей. Изделия долго разлагаются и при длительном биоразложении, загрязняя воду и почву. Под действием повышенных температур и лучей солнца материал начинает выделять вредный формальдегид. В процессе сжигания ПЭ загрязняет атмосферу ядовитыми веществами.
Опасность заключается в том, что полиэтилен – это дешевый материал, потому продукцию из него делают в значительных масштабах. По причине трудности сортирования, обусловленной загрязнением вторсырья токсичными химикатами и остатками пищи, пленка для упаковки, канистры и пакеты в большом количестве утилизируются на свалки с бытовым мусором, нарушая экологический баланс.
Процесс переработки полиэтилена
Процесс переработки в гранулы производится методом термомеханического рециклинга в агломераторах. Вся процедура имеет следующие этапы проведения работ:
- Отдельный сбор отходов и их сортирование. Это самый сложный этап, так как все выполняется вручную.
- Измельчение полиэтилена до необходимой фракции. Для чего применяются дробилки-шредеры.
- Очистка. В определенных ситуациях (во время значительного загрязнения) промывка производится в 2-3 этапа.
- Просушка. Вода выводится с помощью центрифуги, затем сырье переправляется в камеру для просушивания.
- Агломерация. Сырье опускается в агломератор, в котором под давлением и при определенной температуре производится его расплавление.
- Создание гранул. Полиэтилен вначале нагревают до момента его плавления, затем из камеры выводят посторонние газы. Очищенный материал под давлением смешивается до однородной консистенции и пропускается в формовочные отверстия, где охлаждается водой и получает вид гранул требуемого размера.
Полиэтилен с присутствием сторонних добавок (к примеру, с металлизацией) и сильно загрязненный материал переработать способом агломерации очень трудно, а в некоторых случаях совершенно невозможно. Эти полиэтиленовые отходы подвержены терморазложению, где главная задача — «выжать» из остатков газ для топки печек. Помимо газообразных продуктов во время пиролиза полиэтилена дополнительно можно получить смолистые и жидкие фракции углеводорода.
Вся процедура производится в пиролизном оборудовании и тоже имеет ряд этапов:
- удаление боковых веток молекулярной цепи;
- разрушение главной углеводородной цепи;
- термическое и химическое расщепление углерода.
На начальных этапах переработки получают смолы, горючие газообразные продукты и воски, на финишной стадии — облегченные углеродные фракции. У метода пиролиза существует значительный минус — во время переработки образуются токсичные испарения, удаление которых потребует немалых затрат.
Ситуация с вторичной переработкой в РФ
Переработка полиэтиленового мусора — единственно возможный вариант уменьшить вредоносное действие этого полимера на окружающую среду.
В России самое большое распространение получило несколько способов вторичной переработки полиэтилена: пиролитическое разложение и перевод отходов в гранулят. В последнем варианте конечным продуктом переработки являются полиэтиленовые гранулы, возвращающиеся в производство, в первом случае мусор используется для получения ценных газов и жидкостей, использующихся затем как дешевое топливо для печей.
В экономическом плане метод переработки в гранулы является более целесообразным. Но для этой технологии можно использовать только отсортированный мусор, который не имеет значительных загрязнений. Получить это сырье можно лишь во время грамотной организации сбора и качественного сортирования. Помимо этого, потребуется первичная обработка материала. Все это дополнительно создает финансовые расходы.
