Упаковка - проблемы утилизации

За один только год в России образуется почти 750 тыс. т полимерных отходов. Около 10 % перерабатывается. Переработке подвергаются, главным образом, отходы производства, и лишь некоторые отходы потребления. В чем причины, и каковы пути разрешения этой проблемы?

В Советском Союзе проблем утилизацией пластиковых бутылок не было. По причине их отсутствия. Однако сегодня у нас появились одноразовые пластиковые пакеты, одноразовая посуда и пластиковые бутылки.

Утилизация полимерных отходов оказалось не менее сложным и дорогостоящим делом, чем производство изделий из полимеров, и, почти повсеместно, человечество идет по наиболее простому пути - складируя отходы вместе с другим мусором на грандиозных свалках.

Полимерные отходы разделяют на отходы производства (технологические) и потребления. Отходы потребления образуются в жилом секторе, на предприятиях, в торговых центрах, где происходит упаковка и распаковка различных товаров и грузов.

Рассмотрим три типа классификации отходов.

По сложности и цене утилизации.

  1. С хорошими свойствами - чистые отходы производства (литники, обрезки, обломы, брак), условно чистые отходы потребления, получаемые в местах, где сбор и сортировка или отлажены или не требуются (медицинские одноразовые изделия и системы, пленка, пластмассовые ящики, ПЭТ-бутылки). Утилизация обеспечивает сравнительно высокую рентабельность их переработки. Процент от общего количества полимерных отходов - 5 - 12 %. Использование - 70 - 90 %.
  2. Со средними свойствами - те же виды отходов производства и потребления, содержащие допустимое количество загрязнений, а также отходы от производств пищевого назначения. Сбор и переработка таких отходов связана с издержками по сортировке, мойке и использованием более сложного оборудования по переработке и производству изделий. Однако их использование может быть рентабельным. Процент от общего количества полимерных отходов - 10 - 25 %. Использование - 20 - 30 %.
  3. Трудно утилизируемые отходы - сильно загрязненные и смешанные отходы производства и потребления, отходы из композиционных материалов, детали бытовой и автомобильной техники. Сбор и переработка трудно утилизируемых отходов, как правило, не может быть рентабельной. Именно поэтому в России данные отходы практически не собираются и не перерабатываются. Для покрытия издержек на утилизацию таких отходов необходимы внешние финансовые ресурсы (налоговые льготы, целевые вложения, субсидии) и внеэкономические меры. Процент от общего количества полимерных отходов - 60 - 85 %. Утилизация (кроме закапывания) - до 3 %.

По видам и типам полимеров отходы можно разбить на две группы.

  1. Отходы крупнотоннажных и дорогих конструкционных пластиков. Эти отходы имеют развитый рынок сбыта вторичных материалов внутри России, частично обеспечены (технологические отходы) оборудованием для переработки во вторичные материалы.
    1. полиэтилен низкой и высокой плотности (ПЭНП, ПЭВП): пленка и кусковые отходы;
    2. полипропилен (ПП): кусковые отходы и пленка, отходы производства одноразовой посуды, волокна;
    3. стирольные пластики (ПС, АБС): кусковые отходы, листы, отходы производства одноразовой посуды;
    4. полиамиды (ПА), поликарбонат (ПК);
    5. полиэтилентерафталат (ПЭТФ);
    6. ПВХ пластифицированный (отходы первичного производства);
    7. ПВХ жесткий (отходы первичного производства).
  2. Отходы упаковки, мебельного производства, строительства: в настоящее время не имеют развитого рынка сбыта, оборудование для их переработки во вторичные материалы в России и СНГ практически не производится.
    1. использованная тара из ПЭТФ;
    2. двух- или многослойные пленки для упаковки пищевых продуктов: ПП/ПА, ПП/ПЭТФ, ПЭ/ПЭТФ;
    3. вспененные полимерные материал (ПЭНП вспененный, ПС вспененный) - одноразовая посуда "фаст-фуд", упаковочные, теплоизоляционные материалы;
    4. смешанные отходы ПС, ПП, ПЭНП, ПЭВП;
    5. смешанные отходы ПЭТФ, АБС, ПА, ПК;
    6. ПВХ пластифицированный - старая обувь, использованный кабель;
    7. ПВХ жесткий - старые рамы, вагонка, сайдинг, трубы, профили;
    8. пенополиуретан.

По способам утилизации и их экологическому воздействию.

  1. Повторное использование для исходных полимеров, наполнителей, армирующих элементов, изготовления различных изделий (так называемый "материальный метод"). Однако лишь до 10 % от всей массы полимерных отходов могут быть повторно использованы. Даже если полимерные отходы тщательно отделены от другого мусора, их практически невозможно переработать в полимерный рециклат с удовлетворительными свойствами из-за присущей полимерам особенности - неспособности смешиваться друг с другом (термодинамической несовместимости). Таким образом, практически для повторной переработки можно направлять только однотипные полимеры, что требует сортировки и, соответственно, больших расходов. Качество и свойства вторичных полимеров оказываются иными, чем у первичных материалов. Это происходит за счет снижения их прочности, термической стабильности, пластичности и других параметров. Для вторичной переработки используется схема, включающая в себя следующие стадии:
    1. сбор и транспортировка полимерных отходов;
    2. ручная сортировка и начальное отделение загрязнений;
    3. металлодетекция и сепарация;
    4. измельчение;
    5. металлосепарация;
    6. мойка в ваннах и центрифугах;
    7. флотационнная сортировка;
    8. сушка в сушилках барабанных, трубчатых, контактных;
    9. воздушная очистка в циклоне;
    10. штамповка на прессе;
    11. очистка полимеров фильтрами непрерывного или периодического действия;
    12. гранулирование с фильтрацией и без нее с помощью водных или воздушных грануляторов;
    13. производство готовых изделий.
  2. Переработка отходов полимеров в мономеры и искусственное топливо (пиролизно-сырьевой метод). Деполимеризация с последующим синтезом различных полимерных материалов не находит промышленного применения. Отходы многих полимерных материалов могут быть подвергнуты термическому рециклингу с получением полезных продуктов не полимерной природы. ПЭТФ может быть деполимеризован до исходных компонентов. Аналогичной переработке могут быть подвергнуты отходы полиуретанов. Искусственное жидкое топливо является весьма перспективным направлением их утилизации. Разработанные в последнее время технологии позволяют получать высококачественные марки бензина, керосина, дизельного и котельного топлива. Однако основным недостатком указанных технологий является высокая стоимость используемого оборудования и, соответственно, высокая стоимость производимого искусственного жидкого топлива. Существуют способы разделения полимеров из смеси собранных отходов: пенная флотация, сепарационное растворение, детекторное с проведением мониторинга, и, наконец, последний, заслуживающий внимания метод обработки смесей несовместимых полимеров ультразвуком, позволяющий получать блок-сополимеры. Ведутся работы по покрытию бутылок из ПЭТФ тончайшим барьерным слоем оксида, нитрида, карбида кремния и др., внедряется более барьерный полиэтилентерафталат для розлива пива. Устаревшие полиолефины можно добавлять к углю, карбонизировать и вводить в кокс для выплавки чугуна.
  3. Сжигание с целью получения тепловой и электрической энергии (энергетический метод). Получение энергии за счет сжигания полимерных отходов привлекает все большее внимание из-за непрерывного роста цен на органическое топливо. При этом нет необходимости производить сортировку, требуется лишь измельчение отходов до достаточно крупных кусков, чтобы обеспечить их эффективное смешивание с добавками углеродного топлива, чаще всего, каменным углем, и необходимый для горения доступ кислорода. Опасность загрязнения окружающей среды супертоксикантами при сжигании полимерных отходов в значительной степени преувеличена и больше относится к старым мусоросжигательным установкам. При температурах 1200 - 1400° C, характерных для современных установок, эти вещества необратимо распадаются, а неразложившаяся часть поглощается в адсорбирующих фильтрах. Выбросы диоксинов достигают всего 0,6 мкг на тонну. При сжигании тонны каменного угля выделяется 1 - 10 мкг диоксина, тонны бензина - от 10 до 2000 мкг
  4. Захоронение на полигонах общего назначения (закапывание).

Низкий объем утилизации полимерных отходов обусловлен двумя основными факторами.

  1. Объективно более низкими сырьевыми свойствами перерабатываемых отходов в сравнении с первичным сырьем и дополнительными издержками по предварительной подготовке отходов к использованию в качестве вторичного сырья, в частности, на организацию сбора, транспортировки, сортировки, дробления, мойки.
  2. Для загрязненных и смешанных отходов затраты на их подготовку к использованию в качестве вторичного сырья могут превосходить стоимость первичного сырья. Увеличению затрат на сбор и переработку отходов способствуют также высокая доля ручного труда при сборе и сортировке отходов, использование во многих случаях импортного, т. е. более дорогостоящего оборудования, постоянный рост в последние годы затрат на энергоресурсы, высокий уровень налогообложения.

Действие этих факторов определяет то, что сбору и переработке подвергаются пока лишь чистые и несмешанные отходы, образующиеся в компактных источниках. Это, с одной стороны, позволяет экономить на подготовке отходов к использованию вторичного сырья, с другой - обеспечить приемлемое качество выпускаемой продукции.

Отсутствие экономических условий для сбора и переработки основной массы полимерных отходов. Более 2/3 образующихся в России полимерных отходов не имеет экономических условий для переработки, поскольку затраты на их сбор, предварительную обработку, транспортировку и последующую переработку в условиях существующих государственной и муниципальных систем сбора отходов не могут окупиться выручкой от реализации вторичного сырья, изготовленного из подобных отходов, или продукции, изготовленной с их применением.

В стране отсутствуют нормативно-технические условия для обеспечения сбора, сортировки и контроля качества вторичного сырья, производимого из полимерных отходов.

Главное - отсутствует система селективного сбора отходов. Нет ни государственной, ни муниципальной, лишь отдельные примеры. Нет системы маркировки и идентификации полимерных материалов. Нет центров сертификации вторичного сырья, ни государственных, ни частных.

Высокая конкурентоспособность продукции с использованием отходов из-за повышенной нормы прибыли при производстве продукции и отсутствии сертифицированной системы контроля качества производства и продукции. Качество продукции с использованием вторичного сырья ниже или неприемлемо по санитарно-гигиеническим и другим свойствам в сравнении с качеством продукции из первичного сырья при несущественном снижении цены на нее.

Рост затрат на сбор и сортировку отходов в связи с постоянным увеличением затрат на энергоресурсы и высоким уровнем налогообложения.

Местные органы власти, на которые по Закону "Об отходах производства и потребления" возложена ответственность за организацию сбора и переработки отходов, как правило, не выделяют финансовых ресурсов на эти цели.

Опыт развитых стран, при всем различии подходов, показывают, что затраты возлагаются на производителя будущего отхода, т. е. по принципу "загрязнитель платит". Кто является загрязнителем, определяет закон, причем так, чтобы потребитель не нес никакой налоговой нагрузки.

С другой стороны, организация сбора ТБО по "свободному" принципу - или потребитель сам раскладывает мусор по своим мешкам, либо в общие, но с платой за утилизацию.

Основные проблемы утилизации полимерных отходов носят не технологический и не экономический характер. Продолжает действовать "советская" система - все советуют, но никто не решает, а если и решает, то для личной выгоды. Нужны законы. А высшим критерием эффективности рециклинга является экологический эффект.

"Вы - это то, что вы выбрасываете". Однако, несмотря на потенциально огромные технологические возможности в утилизации полимерных отходов, основным фактором все же является экологический. В России он обусловлен не только и не столько экономическими возможностями государства, но и в высшей степени халатным отношением к этой проблеме со стороны всех органов управления. Примеров этому несть числа - море инициатив, а реальных дел - капля в море.

Проблемы сбора (в первую очередь) и переработки полимерных отходов в России имеют, прежде всего, не технологический, но организационный и, в связи с этим, нормативно-технический и, в конце концов, экономический характер. На отечественном рынке присутствует самое разнообразное оборудование для сбора, подготовки и переработки совершенно любых полимерных отходов. Главные проблемы связаны с отсутствием необходимых организационных условий для сбора и переработки полимерных отходов, а также сбыта продукции с их использованием.

Однако подвижки есть. Вот что пишет пресса по этому поводу, приведем несколько примеров.

На четырех площадках Наличной улицы (Васильевский остров, Санкт-Петербург) появились новые контейнеры для раздельного сбора бытовых отходов. В зеленый бак предлагается складывать стеклянные и пластмассовые отходы, в синий - макулатуру, в черный - металл. Пищевые и прочие отходы можно, как и раньше, выбрасывать в обычный контейнер. Предполагается, что в проект будут вовлечены жители целого квартала. Напомним, что проект стартовал 6 ноября 2002 г. Перед началом эксперимента волонтеры "Гринпис" обошли близлежащие дома и объяснили жителям, насколько важно селективно собирать отходы, чтобы сохранить окружающую среду города. Все отходы вывозятся на мусоросортировочную станцию, откуда после дополнительной сортировки мусор отправляется потребителям: на целлюлозно-бумажные комбинаты, заводы по производству стеклотары, предприятия вторчермета (а куда же отправляют пластмассу - на полигон закапывать?). "Невское время" (Санкт-Петербург), 29.04.03.

"При проведении Олимпийских игр самыми серьезными экологическими проблемами, которые приходится решать устроителям, является : подбор строительных материалов в соответствии с требованиями экологии; в частности, отказ от использования таких материалов, как поливинхлорид, горы упаковки от напитков и фастфуда. Согласно нашему проекту, напитки и еда будут продаваться в посуде, подлежащей возврату, чтобы максимально сократить объем мусора ", - отмечает сотрудник Федерального министерства по делам охраны окружающей среды Германии (хотя использование и утилизация изделий из ПВХ в Европе остается предметом острой дискуссии, обе стороны лоббируют не столько экологические выгоды, сколько свои собственные - экономические). "Немецкая волна", 05.05.03.

Применение полимерных материалов в современных автомобилях продолжает увеличиваться, однако вступает в противоречие с решением проблем утилизации отслуживших автомобилей. Для решения данной проблемы прорабатываются новые технологии для рециклинга, а также и "возможное" применение таких полимерных материалов, вторичная переработка которых экономична, что явно противоречит основным тенденциям автостроения - надежность, уменьшение веса, что предполагает использование наполненных материалов и композитов. Хотя видимость заботы об экологии проявляется даже в РФ. На новых автомобилях семейства ВАЗ маркируются детали из полимеров.

ПЭТ-бутылки: пиво, соки вода. Однако переработка ПЭТ превращается в опасный для экологии процесс. Существуют отработанные технологии для переработки ПЭТ-бутылок в новую ПЭТ-тару. Однако тара, которая пассивно препятствует утечке карбонатов благодаря слою нейлона между слоями ПЭТ-материалов, либо ультратонкому покрытию материала по внутренней или внешней стороне бутылки, либо также "умным" активным прослойкам, способным к химическому поглощению нежелательного кислорода, является многослойной структурой, требующий еще более тонких (и дорогостоящих) методов утилизации. "Комсомольская, правда", 15.04.03.

В Омске разработан инвестиционный проект по утилизации ПЭТ-бутылок. Будут выпускаться лавочки, заборы, мусорные баки, ведра, тазы и прочие мелочи из пластиковых отходов. Полимерные материалы составляют около 30 тыс. т в год. Сегодня мощность перерабатывающего производства составляет 1,2 тыс. т утилизируемого пластикового мусора в год. Максимальная проектируемая мощность - до 3,6 т сырья в месяц (10 %). Это и есть средняя цифра по "чистым - выгодным" отходам, при этом предполагается, что омские производители ПЭТ-тары примут участие в финансировании проекта (немудрено финансировать развитие собственного бизнеса с участием города), а вся экология за рамками проекта. Англичане также разрабатывают программу управления отходами и их утилизации для Омска. Они рекомендовали сибирскому городу перейти на английскую технологию - "призвать население самостоятельно сортировать бытовые отходы и также самостоятельно вывозить их в специальные фильтрационные центры для утилизации". Мэр Омска Евгений Белов признал, что одна из главных причин накопления мусора внутри города - простой дефицит спецавтотранспорта для вывоза на полигоны. Сортируй, не сортируй, а свалки в городе останутся. Кроме того, производство крупногабаритных изделий из вторичных полимеров требует дорогостоящего оборудования, которое не производится в РФ. "Новое обозрение" (Омск), 08.05.03.

Итак, стоит признать, что в России нет ни государственной, ни муниципальной системы первичного сбора отходов и стимулирующих факторов для населения, есть лишь отдельные, частные инициативы, с трудом пробивающие себе дорогу к решению экологических и экономических задач по утилизации полимеров.

В Германии выпускается порядка 8 тыс. т в год биоразлагаемого полимера под названием Ecoflex. Это композиция полистирола с крахмалом или целлюлозой, которая в течение 50 дней подвергается биодеструкции на 60 %, а спустя восемьдесят дней разлагается на 90 %. Предназначен для производства пищевой упаковки и сельскохозяйственной пленки.

В связи с увеличивающимся спросом на этот пластик, компания BASF планирует значительно увеличить объемы производства. Специалисты прогнозируют увеличение спроса на подобные синтетические биоразлагаемые материалы до 100 тыс. т ежегодно.

В США производится натуральный, способный к полному разложению полимер, который можно использовать для создания различной продукции, в т. ч. упаковки хлебобулочных изделий, пищевых продуктов, оберток для конфет и др. товаров широкого потребления.

В Бельгии готовятся выпустить на рынок биоразрушаемую липкую пленку. Предполагается, что она станет популярной в супермаркетах для заворачивания фруктов, овощей, мяса, птицы и др. продуктов.

В общем, перспективы есть, есть также и технологии и новые материалы, остается главный вопрос - когда.

По материалам: www.poz-pak.ru