RECYKLING MATERIAŁÓW

1. Podstawowy podział odpadów:

Odpady komunalne, czyli takie, które powstają w gospodarstwach domowych, ale także odpady pochodzące od innych wytwórców, w których skład nie wchodzą substancje niebezpieczne.

•Odpady domowe (związane z bytowaniem człowieka w miejscu zamieszkania)

•Odpady wielkogabarytowe (wraki samochodowe, lodówki, pralki, telewizory, meble)

•Odpady uliczne (odpady z oczyszczania ulic, zawartość koszy ulicznych)

•Odpady z obiektów użyteczności publicznej (mają różny charakter)

•Odpady z terenów zieleni zorganizowanej (głównie rośliny, trawa, liście z parków i terenów zielonych)

•Śnieg i lód (z powierzchni ulic, mogą być zanieczyszczone, dlatego powinno się je składować w specjalnie wyznaczonych miejscach, które później się rekultywuje)

•Urobek ziemny z prac ziemnych budowlanych (gleba urodzajna, ale też warstwy piasku, glina, iły, żwiry)

•Gruz z remontów i rozbiórki budynków (cegły gruz ceramiczny, drewno)

Substancje (i odpady) niebezpieczne - pochodzą głównie z przemysłu, rolnictwa, transportu, służby zdrowia i laboratoriów badawczych (mogą się palić, mają wysoką reaktywność,mają wysoką korozyjność i ekotoksyczność, np.:

•Kleje

•Baterie (akumulatory)

•Odpady medyczne (ok. 60% to odpady komunalne, ale również odpady z diagnozowania, leczenia, profilaktyki medycznej i weterynaryjnej: narzędzia chirurgiczne i zabiegowe, odpady zawierające drobnoustroje, toksyny, inne formy zdolne do przenoszenia materiału genetycznego,mogące powodować choroby u ludzi i zwierząt; chemikalia, leki (inne niż cytotoksyczne i cytostatyczne), zużyte kąpiele lecznicze aktywne biologiczne (niezakaźne),

•Osady ściekowe ( przemysłowe, niebezpieczne)

•Odpady przemysłowe (kopalni, elektrowni, huty, fabryki maszyn,fabryki tworzyw, sprzętu AGD

1. Unieszkodliwianie, odzysk i recykling – definicje i różnice

Unieszkodliwianie (według dyrektywy 2006/12/WE) musi być wykonywane bez zagrażania zdrowiu ludzkiemu oraz bez wykorzystania procesów lub metod mogących szkodzić środowisku naturalnemu i obejmuje działania:

•Składowanie w ziemi lub na jej powierzchni (np.: wysypiska itp.)

•Obróbka w glebie i ziemi (np.: biodegradacja odpadów płynnych lub osadowych w glebie i ziemi itp.)

•Głębokie wtryskiwanie (np.: wtryskiwanie odpadów, które można pompować do studni, słupów solnych lub naturalnie występujących składowisk itp.)

•Retencja powierzchniowa (np.: umieszczanie płynnych lub osadowych odpadów w dołach, stawach lub lagunach itp.)

•Specjalnie zaprojektowane składowiska (np.: umieszczanie na terenach, które są przykryte i izolowane wzajemnie oraz od środowiska naturalnego itp.)

•Odprowadzanie do zbiorników wodnych, z wyjątkiem mórz/oceanów

•Odprowadzanie do mórz/oceanów, w tym lokowanie na dnie mórz

•Obróbka biologiczna, obróbka fizyczno-chemiczna (np.: odparowanie, suszenie, kalcynacja itp.)

•Spalanie na lądzie

•Spalanie na morzu

•Trwałe składowanie (np.: umieszczanie pojemników w kopalniach)

Odzysk (według dyrektywy 2006/12/WE) musi być wykonany bez zagrażania zdrowiu ludzkiemu oraz bez wykorzystania procesów lub metod mogących szkodzić środowisku naturalnemu i obejmuje działania:

• Odzysk/regeneracja rozpuszczalników

• Recykling/odzysk substancji organicznych, które nie są stosowane jako rozpuszczalniki

• Kompostowanie i inne biologiczne procesy przekształcania

• Recykling/odzysk metali i związków metali

• Recykling/odzysk innych materiałów nieorganicznych

• Regeneracja kwasów lub zasad

• Odzysk składników stosowanych do zmniejszania zanieczyszczeń

• Odzysk składników z katalizatorów

• Powtórna rafinacja oleju lub inne sposoby ponownego wykorzystania oleju

• Obróbka w glebie i ziemi przynosząca korzyści w rolnictwie lub poprawiająca stan środowiska naturalnego

• Wykorzystywanie odpadów, wymiana odpadów, magazynowanie odpadów,

Recykling (Dz.U. z 2001 r. Nr 62, poz. 628) rozumie się taki odzysk, który polega na powtórnym przetwarzaniu substancji lub materiałów zawartych w odpadach w procesie

produkcyjnym w celu uzyskania substancji lub materiału o przeznaczeniu pierwotnym lub o innym przeznaczeniu, w tym też recykling organiczny, z wyjątkiem odzysku energii.

1. Oznaczenia symboli recyklingu (pętla Mobiusa, zielony punkt, opakowania z przeznaczeniem do recyklingu, biodegradowalne, tworzywa polimerowe, szkło, metale, papier)

Norma ISO 14021:1999 opisuje znak „Mobius loop”, który jest deklaracją przydatności do ponownego przetwarzania. Jest to deklaracja producenta o spełnieniu wymagań o

możliwości wykorzystania materiału do recyklingu.

1. Rodzaje recyklingu.

Recykling Materiałowy – proces, który prowadzi do wytworzenia materiałów z odpadów; polega na ponownym przetworzeniu odpadów w produkt o wartości użytkowej.

1.Elementy systemu recyklingu materiałowego

System recyklingu materiałowego to cała infrastruktura techniczno technologiczna oraz organizacyjno-prawna, pozwalająca na pozyskanie odpadów i ich przetworzenie na nowy produkt finalny

Podstawowe elementy systemu recyklingu materiałowego:

•Sieć pozyskiwania odpadów do recyklingu materiałowego

•Źródła finansowania prac w ramach systemu recyklingu materiałowego

•Prawne wymagania w zakresie przydatności do recyklingu materiałowego

•Odpowiedni poziom świadomości mieszkańców

•Zaplecze techniczne do segregacji odpadów

•Technologie recyklingu

•Systemy zbierania odpadów:

•U źródła

•W sąsiedztwie

•Centralne punkty selektywnego gromadzenia

•Sieć pozyskiwania odpadów do recyklingu materiałowego

•Efektywność zbierania dużo gorsza niż dla punktów skupu (makulatura, złom metalowy)

Podstawowe problemy:

• Nie jest respektowane rozporządzenie w sprawie szczegółowego sposobu postępowania z opakowaniami (np.złe oznakowanie pojemników)

•Niektóre gminy zbierają „odpady surowcowe” do jednego pojemnika – obniżenie kosztów pozyskiwania, ale obniżenie jakości surowców

•Źródła finansowania prac w ramach systemu recyklingu materiałowego

•Odpady, które nie wymagają dodatkowego finansowania, ze względu na dużą wartość samych surowców (puszki aluminiowe-wysoka cena skupu)

•Dofinansowanie prac związanych z odzyskiem odpadów i ich segregacją z opłat wpłacanych przez producentów; w 2007 środki te były niewystarczające i nie udało się stworzyć odpowiedniej infrastruktury.

•Prawne wymagania w zakresie przydatności do recyklingu materiałowego

•Zapobieganie odpadom przez redukcję u źródła, zminimalizowanie w opakowaniach niebezpiecznych i szkodliwych dla środowiska substancji (w tym metali ciężkich.

•Dotyczące wielokrotnego użytku

•Związane z przydatnością do odzysku

Dyrektywa 94/62/EC – wprowadziła wymagania, jakie muszą spełniać opakowania z uwagi na ochronę środowiska:

•Poziom świadomości mieszkańców

Efektywność wstępnej segregacji wymaga wysokiego stopnia uświadomienia mieszkańców oraz ich motywacji, a to wymaga nakładów finansowych na działania edukacyjne:

•Edukacja całego społeczeństwa w krajowym systemie nauczania (począwszy od szkoły podstawowej)

•Edukacja poprzez prasę, radio, tv, internet

•Edukacja i informacja na temat prowadzonego w kraju systemu zbierania i monitorowania odpadów, informacja oferowana przez jednostki naukowo badawcze

2.Bariery w Procesie recyklingu materiałowego

Recykling materiałowy dotyczy głównie odpadów jednorodnych materiałowo i wymusza wysokie wymagania dotyczące czystości i jakości surowców wtórnych:

•Usunięcie pozostałości pakowanego towaru

•Usunięcie zanieczyszczeń obcego pochodzenia

Utrudnienia związane ze zwyczajami produkcyjnymi w różnych krajach

Przykładem jest szkło – w Polsce produkuje się głównie bezbarwne szkło, dlatego należy segregować, aby stłuczka szklana nie była zanieczyszczona szkłem zielonym lub brązowym. We Francji produkuje się głównie szkło zielone, dlatego wymogi dotyczące segregacji szkła są łagodniejsze.

Niwelowanie barier poprzez wprowadzenie zasad:

•Właściwy dobór materiałów opakowaniowych i formy konstrukcyjnej opakowania

•Uwzględnienie dostępnych w regionie, gdzie kończy się życie funkcjonalne opakowania, systemów segregacji, a także zainstalowanych technologii recyklingu

•Uwzględnienie możliwości wykorzystania materiałów uzyskanych z recyklingu do produkcji nowych wyrobów

Aluminium

Większość materiałów aluminiowych stanowi jednorodny materiał, który można łatwo odzyskać. Elementy niealuminiowe łatwo mogą usunąć użytkownicy;

Laminaty (połączenia aluminium z tworzywami) stanowią problem w odzysku materiałowym. Należy najpierw przeprowadzić proces termiczny (odzysk energii), a następnie odzyskać frakcję aluminiową.

Sztywne i giętkie folie opakowaniowe – zawierają farby, lakiery, kleje są akceptowalne. Ich zawartość określa zakład realizujący proces recyklingu (zależy od instalacji – emisja do środowiska niebezpiecznych substancji)

Oddzielenia wymagają: stal, ołów, żelazo, tworzywa sztuczne, papier, piasek, szkło, kurz, pozostałości żywności, tłuszcz, inne substancje obcego pochodzenia.

Odzysk aluminium w środowisku bezwodnym!!!

Szkło

Zamknięcia opakowań – powinny być łatwe do usunięcia podczas wstępnej segregacji, nie powinny zawierać ołowiu (od 1993r)

Etykiety, folie tworzywowe i aluminiowe – nie stanowią problemu, są usuwane podczas segregacji zasadniczej. Akceptowalne dla recyklingu są również nadruki i pozostałości klejów, etykiet, farby, powłoki polimerowe naniesione na opakowania.

Nieakceptowalne:

szkło kineskopowe, kryztał ołowiowy stołowy, szkło płaskie, szkło zbrojone, szkło powlekane, ceramika szklana, szkło samochodowe i okienne, lustra, szkło lampowe (żarówki), szkło borowo-krzemowe (hartowane), szkło laboratoryjne, szkło z ampułek farmaceutycznych, szkło kwarcowe, szkło opalizujące (szkło białe używane w usługach), szkło optyczne, wyroby trudnotopliwe (chromowe), gruz, ceramika, porcelana, kamienie, beton, metale (w tym elementy zamknięć z

ołowiu), materiały organiczne (które nie są pozostałością żywności), opakowania szklane z pozostałością substancji niebezpiecznych (zmywacze i lakiery do paznokci, odczynniki z obróbki zdjęć fotograficznych)

Szkło

Wymagania dotyczące stłuczki nieuzdatnionej:

•Gęstość 350kg/m3

•Zawartość szkła opakowaniowego 98%

•Max. Zawartość porcelany i kamieni: frakcja<10mm<100g/t, pozostałe <250g/t

Zanieczyszczenia na poziomie 0,035%

Wymagania dotyczące stłuczki uzdatnionej:

Akceptowalna zawartoć zanieczyszczeń obcego pochodzenia:

•Kamienie, ceramika, fajans, porcelana itp. <50g/t

•Metale magnetyczne <5g/t

•Metale niemagnetyczne <5g/t

•Zawartość frakcji organicznej <500g/t

•Tworzywa sztuczne <100g/t

•Frakcja szkła >5cm 0%, <0,5cm max 5%

•Wilgotność <3%

•Zawartość szkła określonego koloru:

w stłuczce zielonej: szkło zielone>85%, brązowe<5%, bezbarwne<15%,

w stłuczce brązowej: szkło brązowe>82%,zielone<10%, bezbarwne<8%,

w stłuczce białej: szkło bezbarwne>98%, szkło zielone<1% i brązowe<1%

Papier i tektura

Taśmy samoprzylepne, etykiety z tworzyw polimerowych, metalowe zszywki – usuwane są podczas segregacji wstępnej, lub podczas formowania masy papierniczej (nie stanowią poważnego problemu)

Laminaty, woski, pokrycia bitumiczne – usuwa się w obróbce wodnej, skuteczność usuwania zależy od jakości urządzenia (urządzenia są bardzo różnorodne!!!)

Odmiany papieru i tektury z odzysku wg normy EN 643:

•Odmiany słabe

•Odmiany średnie

•Odmiany lepsze

•Odmiany mocne - najwartościowsza (pudła z tektury litej, falistej, worki)

•Odmiany specjalne

Chronić przed wilgocią i słońcem – masa traci właściwości papierotwórcze

Makulatura nie może zawierać szkła, metali, tekstyliów, sznurka, materiałów budowlanych, tworzyw sztucznych, folii, piasku, kamieni, styropianu, klejów, farb, substancji impregnujących, zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Bele 120x80x80cm i masie 200-400kg, wilgotności 10-12% trafiają do papierni

Tworzywa sztuczne

Elementy, takie jak zamknięcia, etykiety, rękawy z różnych tworzyw sztucznych powinny dać się łatwo usunąć przez użytkowników, lub podczas procesu recyklingu.

Etykiety papierowe nie powinny być przyklejone klejem rozpuszczalnikowym

Przy projektowaniu opakowań należy uwzględnić, że metodą segregacji powszechnie stosowaną do tworzyw jest metoda flotacyjna „tonie/pływa” (odpowiedni dobór gęstości tworzyw przy połączeniach materiałowych)

PET różnokolorowy jest niewłaściwy ze względu na ograniczenia w ponownym

wykorzystaniu surowca.

Przykład tworzywa akceptowalnego w recyklingu materiałowym:

•Udział tworzywa głównego 94% min

•Inne tworzywa 3-5% max

•Zanieczyszczenia 3-5% max

Tworzywa sztuczne

Wymagania w zakresie jakości odpadów kierowanych do recyklingu materiałowego zależą od:

•Typu opakowania (folia, butelki, wypraski) oraz podstawowego tworzywa, z jakiego opakowanie wykonano (LDPE, PET, PS)

•Technologii recyklingu (rodzaj urządzeń do sortowania i mycia)

•Potencjalnego wykorzystania surowca wtórnego (ogrodzenie, worki na odpady,włókna tekstylne)

Należy uważać, aby w materiale nie było: kamieni, metalu, szkła, papieru, gumy, drewna, materiałów kompozytowych, pieluch, odpadów kompostowalnych, żywności, odpadów ogrodowych, pozostałości substancji niebezpiecznych

W POLSCE ZAKŁADY RECYKLINGOWE ZGŁASZAJĄ PROBLEMY Z UZYSKANIEM PEŁNOWARTOŚCIOWEGO SUROWCA WTÓRNEGO!!!

Tworzywa sztuczne

Butelka PET z etykietą z termokurczliwej folii PVC

Zastosowane materiały świadczą o nieprzestrzeganiu przepisów dotyczących przydatności do recyklingu. Folia termokurczliwa z PVC nie powinna być stosowana do butelek PET, gdyż:

•PVC zawiera chlor, który pod wpływem temperatury może doprowadzić do degradacji poliestru.

•Zbliżona gęstość PVC(1,38) i PET (1,38-1,41g/cm3) uniemożliwia segregację flotacyjną.

•W temperaturze przetwarzania PET następuje degradacja PVC

•Podnoszenie kosztów procesu przy dużym udziale PVC.

Stal

•Zamknięcia opakowań – powinny być łatwe do usunięcia podczas wstępnej segregacji przez użytkowników.

•Zawartość cyny nie stanowi bariery technologicznej (w krajach mających technologię odcynowania, czyli nie w Polsce)

•Opakowania są segregowane (magnetycznie) i powinny być czyste

Drewno

•Rozdrobnienie oraz przejście przez segregator magnetyczny (usunięcie gwoździ)

Gwoździe, zszywki muszą być stalowe!!! Drewno i stal to jedyne materiały, które są tolerowane i mogą być oddzielane przy odzysku drewna!

•Farby drukarskie na skrzyniach, skrzynkach, paletach nie są przeszkodą technologiczną w recyklingu (1/1000 udział w stosunku do całego opakowania).

•Farby nie mogą zawierać metali ciężkich

•Etykiety naklejone – toleruje się, papieru klejonego nie zaleca się

3.Metale ciężkie w surowcach z recyklingu

ołów, chrom 6+,kadm, rtęć

•Opakowania metalowe- z procesów metalurgicznych

•Procesy recyklingu – elementy opakowań, farby, barwniki

Podstawowe zanieczyszczenia materiałów:

Aluminium: zanieczyszczenia Cr 6+ nie występują, ołów 10-80 ppm (zależy od tego czy surowiec jest naturalny czy z recyklingu

Szkło: zawartość zanieczyszczeń metalami zależy od ilości szkła ozdobnego w stłuczce, udziału szkła ołowiowego w stłuczce, pozostałe metale nie występują. szkło dekorowane może zawierać ołów (farby) oraz PbO (nadaje odporność chemiczną. Kadm – używany do barwienia szkła na czerwono, rtęć i chrom 6+ nie występują.

Papier, tektura: zanieczyszczenia metalami pochodzą z napełniaczy (kaolin, białych pigmentów, środków powłokotwórczych.

Tworzywa sztuczne: pochodzenie zanieczyszczeń metali ciężkich:

Napełniacze mineralne (CaCO3, SiO2, gliny)

Barwniki do skrzynek zawierające kadm (do 1994r) w ilościach przekraczających limity. Wyprodukowane po 1996r nie powinny zawierać kadmu.

Barwniki (głównie Pb i Cr), smary, stabilizatory termiczne,

Nadruki z niewłaściwych materiałów

Stal

Pb występuje jako zanieczyszczenie stopu cyny stosowanej jako powłoka blach stalowych; jest też w lutowiu ołowiowym (nieużywane już) i puszkach lutowanych.

Cr 3+ oraz CR 6+ powłoki cynowo-chromowe

Cd oraz Hg nie występują w stali do produkcji opakowań.

Uwaga na farby i lakiery: ~60% stosowanych farb i lakierów zawiera do 15% Pb oraz

chromiany cynku.

Drewno

Czyste drewno zawiera do 100 ppm metali ciężkich

Zszywki, gwoździe – zawierają metale ciężkie

Farby do nadruków mają małe zawartości metali ciężkich

Środki impregnujące – tylko do specjalnych zastosowań (nie do kontaktu z żywnością)

Suma (Hg + Cr 6+ + Pb + Cd) < 100 ppm !!!!

Masa nadruków w stosunku do masy opakowań nieporównywalnie mała!!!

Korek

Poziom metali ciężkich na niskim poziomie (poza progiem wykrywalności) i nie wzrasta po zastosowaniu środków do uszlachetniania powierzchni np. silikony

Farby pokryciowe bębnów z blachy stalowej

Ołów – właściwości antykorozyjne

Zwykle zawartość metali ciężkich w odniesieniu do masy opakowania przekracza 100 ppm

Technologie sitodrukowe – stosowanie zamienników jest trudne (uzyskanieodpowiednich odcieni jest trudne przy zastosowaniu zamienników)

Członkowie CEPE podpisali umowę o niestosowaniu metali ciężkich do barwników opakowań (poza sitodrukiem)

4.Recykling opakowań z papieru i tektury

Wyrób papierniczy (PN-87/P-500007) – to papier o gramaturze do 225 g/m2 oraz tektura o gramaturze

powyżej 225g/m2

Inny podział (ze względu na skład): bezdrzewna BD, półdrzewna PD, drzewna D i mieszana M

Zwyczajowy podział ze względu na gramaturę: bibułki (12-30g/m2), papiery (30-160g/m2), papiery grube – kartony (161-315g/m2), tektury (powyżej 315g/m2)

Odpady z wyrobów papierniczych stanowią największą masowo grupę odpadów

opakowaniowych!!!

1. Rozwłóknianie

2. Uszlachetnianie (odbarwianie i bielenie)

5.Recykling opakowań szklanych

Szkło: butelki, słoiki bezbarwne i barwione sodowo-wapniowo-krzemowe w postaci STŁUCZKI!!! (względy ekonomiczne)

Gdy zastosujemy do procesu topienia szkła 1% więcej stłuczki, zużycie energii spada o 0,25%.

W Polsce:

16 hut szkła opakowaniowego

8 instalacji uzdatniania stłuczki

Zastosowanie stłuczki:

•Produkcja opakowań

•Produkcja włókien szklanych

•Produkcja szkła piankowego

Rozdrobnienie stłuczki – uzyskanie frakcji powyżej 50mm

Usuwanie stłuczki innego koloru i innych zanieczyszczeń przez sortery optoelektroniczne do separacji szkła kolorowego

6.Recykling opakowań z tworzyw sztucznych

W przemyśle opakowaniowym stosuje się CAŁĄ GAMĘ TWORZYW o różnych właściwościach

Konieczność kosztownej segregacji

Struktura zużycia tworzyw polimerowych w UE

• Opakowania (30-37%), średnio 33%

• Budownictwo (21-28%), średnio 24,5%

• Gospodarstwo domowe (3-5%), średnio 4%

• Elektrotechnika i elektronika (6,5-7,5%), średnio 7%

• Motoryzacja (8-9%), średnio 8,5%

• Meblarstwo (5-6%), średnio 5,5%

• Rolnictwo (2-2,5%), średnio 2,3%

• Medycyna (1-1,5%), średnio 1,2%

• Pozostałe zastosowania ok. 14%

• PE, PP, PS, PVC, PET stanowią 71% odpadów polimerowych z czego 50% odpadów polimerowych ze względu na krótki czas życia. Pozostałe 11% stanowią frakcje mieszane nie nadające się do odzysku mieszanego, można je tylko spalić z odzyskiem energii, ewentualnie mogą służyć jako wsad do recyklingu surowcowego

7.Recykling opakowań metalowych

Podział opakowań metalowych ze względu na materiał:

•Blachy stalowe białe – ocynowane (1-20g/m2)

•Blachy stalowe bezcynowe (pokryte chromem)

•Blachy stalowe z innymi powłokami (galwanicznymi – cynk, nikiel)

•Blachy stalowe czarne (lakierowana, bez powłok z innego metalu)

•Blacha i folia aluminiowa

8.Recykling opakowań z drewna

Usunięcie części metalowych

Wytworzenie płyt wiórowych

Recykling Surowcowy (chemiczny) – proces, który prowadzi do odzyskania surowców z materiałów (odpadowych), z których zostały zrobione (produkty końcowe są małocząsteczkowe).

Wady:

•Nakłady energetyczne na odzysk;

•Skomplikowana i droga aparatura;

•Słaba jakość produktów

•Konieczność zastosowania wysokiej

temperatury, ciśnienia,

katalizatorów;

•Konieczność kontroli parametrów

Zalety:

•Możliwość przetwarzania tworzyw

mieszanych;

•Nie trzeba segregować tworzyw

•Możliwość otrzymywania różnych

produktów końcowych;

•Nie trzeba rozdrabniać, myć

tworzyw.

RECYKLING SUROWCOWY DOTYCZY TYLKO TWORZYW POLIMEROWYCH !!!

Procesy rozkładu

1) Solwolityczny

Dotyczy produktów uzyskanych przez polimeryzację stopniową (PET, PA, PUR, PC)

Polega na rozerwaniu wiązania węgla z heteroatomem ( zwykle C-O lub C-N)

• Hydroliza (woda pod zwiększonym ciśnieniem i w wysokiej temperaturze)

• Glikoliza (glikol etylenowy, dietylenowy, dipropylenowy)

• Alkoholiza - alkohole (metanoliza, alkohol metylowy dla PET)

• Aminoliza

• Transestryfikacja

Hydroliza (np. PET, PUR)

PET – powstają produkty kwas tereftalowy i glikol etylenowy

Środowisko obojętne – reakcja biegnie wolno, stąd stosuje się efekt

katalityczny;

Hydroliza kwasowa - temperatura 60-95°C, zachodzi dość szybko (kilka

minut), ale powoduje zniszczenie instalacji (korozja);

Hydroliza alkaliczna – proces ciśnieniowy, trwa 3-5h, temperatura 210-250

°C, a po zakończeniu konieczna jest filtracja i wytrącanie kwasu

tereftalowego.

Glikoliza – PET, PUR, PA

PET – glikole etylenowy w temperaturze wrzenia oraz katalizator (najczęściej

tytanowy), początkowo powstają produkty oligomeryczne, a ostatecznie

krystaliczny tereftalan dietylenowy.

PUR – glikol etylenowy, dietylenowy, dipropylenowy (produkty o dużej

czystości), 200°C, 2h

• Spody butów

• Sztywne i elastyczne pianki

• Wyroby imitujące drewno

• Części samochodowe

Alkoholiza (np. PET)

PET – reakcja przebiega w obecności metanolu, pod ciśnieniem 2-4 Mpa i

temperaturze w zakresie 160-310°C.

Produkty: tereftalan dimetylowy (DMT), glikol etylenowy

Zalety: duża czystość produktów i mała wrażliwość reakcji metanolizy na

zanieczyszczenia (np. z etykiet, zakrętek, folii aluminiowej, kleju)

Wada: stosowanie skomplikowanej instalacji ciśnieniowej.

Zastosowanie: recykling klisz rentgenowskich (Eastman Kodak), recykling

Butelek PET

Alkoholiza (np. PET)

PET – reakcja przebiega w obecności 2-etyloheksanolu, powstaje tereftalan

Dioktylowy (DOT), który stosuje się jako plastyfikator do PVC

PET – częściowa chemoliza:

• Ogrzewanie z 15-20% glikolu – oligomery o masie M=600-2000

• Reakcja z bezwodnikiem maleinowym – poliester nienasycony

• Rozpuszczenie w styrenie – nienasycona żywica poliestrowa

M=600- do wyrobu laminatów

M=1200-1500- żywice do wyrobu tłoczyw

M=2000, 40% roztwór w styrenie – miękki wosk

Żywice poliestrowe z PET – większa wytrzymałość cieplna

Odpady PET jako zamienniki:

•Do produkcji żywic syntetycznych zamiast bezwodnika ftalowego, kwasu

izoftalowego, kwasu tereftalowego;

Żywice lakiernicze:

Żywice alkidowe do 50% odpadów PET:

•Transestryfikacja oleju lnianego gliceryną i pentaetrytem

•Odpady PET – alkoholiza za pomocą monoglicerydów (z pierwszego etapu)

•Polikondensacja z bezwodnikiem ftalowym

Tłoczywa fenolowe:

•Odpady PET rozpuszcza się w fenolu, roztwory o dużej gęstości poddaje się

hydrolizie (oligomery)

•Polikondensacja fenolu z formaliną (żywice nowolakowe)

•Napełniacze proszkowe

Wprowadzenie PET w poliole do wyrobu poliuretanów

2) Procesy termiczne – w ten sposób przetwarza się głównie tworzywa

powstałe w procesach łańcuchowych: PP, PE, PS, PVC; proces prowadzi do

rozerwania wiązań C-C.

• Depolimeryzacja, fragmentaryzacja, cyklizacja

• Piroliza,

• Uwodornienie (hydrokraking)

• Zgazowanie

Depolimeryzacja – prowadzi do rozpadu polimerów na monomery, np.

polimery akrylowe (PMMA), możliwe jest uzyskanie styrenu, kaprolaktamu i

diizocyjanianu z PS, PA6 i PU.

Fragmentaryzacja – prowadzi do otrzymania oligomerów i zachodzi głównie

w poliolefinach z uzyskaniem olefin, alkanów i dienów.

Cyklizacja – zachodzi głównie w polimerach silikonowych, poliestrach, a

także w PVC (po oddzieleniu HCl)

Piroliza – rozkład termiczny bez dostępu tlenu (700-800°C), głównie dotyczy poliolefin (rozkład PE – powstaje etylen, propylen – produkty gazowe (50%) oraz oleje (40%).

Uwodornienie (hydrokraking)– proces ciśnieniowy, temperatura 300-500°C. Poliolefiny poddaje się uwodornieniu uzyskując 90% olejów, które poddaje się dalszej rafinacji. gazowanie – prowadzi do przy kontrolowanym dopływie tlenu (w ilości niewystarczającej do spalania); uzyskuje się gaz syntezowy (H2 i CO)

Przykłady zastosowania procesów termicznych do odzysku surowcowego:

•NKT/Watech – proces pirolizy PVC, następnie ekstrakcja metali; instalacja duńska (2000r), do odzysku materiałów z kabli i odpadów budowlanych, pierwsza instalacja o wydajności 800t/rok. Produkty: koks, olej pirolityczny, gaz, koncentrat metali i CaCl2

Proces Dow/BLS – uruchomiony w Niemczech w 1999r, spalanie w piecach obrotowych z odzyskiem energii i absorpcją i oczyszczaniem HCl. Odzysk w procesie Dow/BLS:

•Chlor ~90%

•Energia ~50%

•Emisja dioksyn <0,1ng TEQ/m3

Zdolność produkcyjna 45tyś ton/rok

Proces RGS-90 (Dania) – odpady budowlane

Polega na hydrolizie odpadów PVC pod ciśnieniem i w temperaturze 250°C i

następnie stopniowej pirolizie w temperaturze 600°C dla oddzielenia frakcji

węglowodorów i nieorganicznej (napełniacze i metale ciężkie)

Proces Linde – KCA (Niemcy)

Duża wydajność, brak odpadów organicznych

Instalacja funkcjonuje od 2001 we Francji i kosztowała 3mln euro,

Wydajność 100kg/h

Proces polega na zgazowaniu odpadów w stopionym żużlu

Piroliza PVC - proces niskotemperaturowy, 350°C, piec obrotowy

Produkty pirolizy – 97% chlorowodoru, koks o zawartości HCl<0,1%, oleje

opałowe zawierające ~3% chloru.

Piroliza gumy – zachodzi bez dostępu tlenu, umożliwia odzyskanie części

metalowych oraz napełniaczy;

• Niskotemperaturowa, T<500°C

• Średniotemperaturowa, T 500-800°C

• Wysokotemperaturowa, T>800°C

Guma wymaga rozdrobnienia (złe przewodzenie ciepła) – kosztowna

aparatura;

Produkty: kilkadziesiąt różnych produktów (ciekłych i gazowych) do

ogrzewania instalacji pizolitycznej

Biologiczne przetwarzanie odpadów

Dyrektywa 99/31/WE, która weszła w życie w 1999r., zobowiązuje Polskę do

zmniejszania ilości odpadów składowanych, a które podlegają degradacji.

Odniesienie stanowi ilość odpadów wytworzona w 1995r.

•Zmniejszenie o 25% w 2010r

•Zmniejszenie o 50% w 2013r

•Zmniejszenie o 65% w 2020r.

Odpady podlegające degradacji (biodegradowalne):

•Organiczne

•Zielone

•Odpady papieru i tektury

•Materiały naturalne (drewno, tekstylia)

Ponad 1/3 odpadów

komunalnych

Zalety biologicznego przetwarzania odpadów:

• Nieskomplikowana technologia – niskie koszty mała

awaryjność

• Niska temperatura (do 80°C – procesy zimne)

• Powstają małe ilości gazów odlotowych

• Nie powstają niebezpieczne dla środowiska związki

chemiczne

Biologiczne przetwarzanie odpadów

Tlenowe

(kompostowanie)

Beztlenowe

(fermentacja metanowa)

Procesy mieszane (kombinacja obu metod)

Recykling organiczny – obróbka tlenowa, lub beztlenowa odpadów, które

ulegają rozkładowi biologicznemu

Biologiczne przetwarzanie odpadów- celowe wykorzystanie mikrobiologicznych

procesów przemiany materii do uzyskania rozkładu lub przekształcenia

zawartych w odpadach substancji organicznych w produkty (najczęściej

kompost), które można zawrócić do naturalnego obiegu materii.

Korzyści:

•Uzyskanie pełnowartościowego kompostu (z selektywnie zbieranych

odpadów), naturalnego nawozu.

•Zmniejszenie objętości składowanych odpadów komunalnych o 30% (w

zależności od czasu trwania procesu), uzyskanie gęstości 1,3tony/m3.

•Nie powstają szkodliwe związki chemiczne

•Odpady po biologicznym oczyszczeniu są w dużym stopniu inertne (minimalna

zdolność do produkcji biogazu i odcieków podczas składowania)

•W procesach fermentacji metanowej możliwe uzyskanie biogazu

Odpady nadające się do biologicznego przetwarzania

Udział substancji organicznej (straty po prażeniu) > 30%

niezależnie, czy technologia tlenowa, czy beztlenowa

Przydatność do

kompostowania:

Struktura porowata

odpadów,

Środowisko natlenione,

Środowisko wilgotne 50-

60%

(odpady ogrodowe i

zielone)

Przydatność do

fermentacji:

Brak struktury porowatej

Środowisko beztlenowe,

Środowisko wilgotne

(1/2-2/3 odpadów – trawy,

osady ściekowe,

selektywnie zbierane

bioodpady)

Podział odpadów nadających się do biologicznego

przetwarzania:

•Odpady z rolnictwa, sadownictwa, leśnictwa, łowiectwa i rybołówstwa (odpady

roślinne, zwierzęce, odchody).

•Odpady z przetwórstwa drewna, produkcji płyt, mebli, masy celulozowej,

przemysłu skórzanego, futrzarskiego, tekstylnego.

•Organiczne odpady ulegające biodegradacji z przemysłu spożywczego

(roślinne i zwierzęce).

•Organiczne, ulegające degradacji frakcje odpadów komunalnych, łącznie z

frakcjami gromadzonymi selektywnie.

•Osady ściekowe oraz z uzdatniania wód.

Kompostowniki z wykorzystaniem dżdżownic

Warunkiem powodzenia jest wyodrębnienie: metali, szkła, tekstyliów,

papierów, tworzyw sztucznych oraz brak substancji toksycznych

Etapy:

•Kompostowanie w pryzmie statycznej (ok. 30 dni, wzrost temperatury 70-80

•Wermikompostowanie w skrzyniach siedliskowych (wprowadzenie dżdżownic)

Przez kolejne 60-90 dni w temperaturze poniżej 30 °C.

Ścisła kontrola wszystkich parametrów procesu w celu utrzymania dżdżownic!!!

Wilgotność 70-75%, pH~5,5-8, temperatura 18-22 °C

Zalety:

•Jednorodna struktura

•Wysokie wartości odżywcze

Wady:

•Duże zapotrzebowanie na powierzchnię

•Dłuższy czas kompostowania niż tradycyjnie

Zastosowanie – głównie do osadów ściekowych

Fermentacja metanowa – jedna z metod biologicznych przetwarzania odpadów, jest

procesem mikrobiologicznym, w którym substancje organiczne są przekształcane w

metan i dwutlenek węgla. Proces przebiega w w ekosystemach, które nie zawierają

tlenu.

Zalety procesu fermentacji:

•produkcja biogazu będącego odnawialnym źródłem energii

•Potrzebny niewielki obszar

•nie jest uciążliwa dla środowiska

•mała energochłonność

•dobre warunki oczyszczania końcowych produktów

Fermentacja mezofilna – 25-45°C

Fermentacja termofilna – 45-60°C

Zalety i wady fermentacji mezo- i termofilnej

Fermentacja

mezofilna

zalety

•Stabilne prowadzenie

procesu

•Małe zapotrzebowanie na

energię procesową

wady

•Brak pełnej higienizacji

produktu

Fermentacja

termofilna

zalety•Wyższy o ok. 10% stopień

rozkładu

•Większa szybkość rozkładu

•Pełna higienizacja produktu

wady

•Wrażliwość na wahania temperatury

•Czasem mniejsza produkcja energii

netto

•Czasem gorsza jakość kompostu

•Większa emisja odorów

•Większa oporność właściwa osadu

Systemy zbiórki i metody utylizacji farmaceutyków (podstawowe problemy, zagrożenia dla ludzi i środowiska)

Przeterminowane Leki (problemy):

• w rękach dzieci

• w wodzie pitnej (studnia)

Zbiórka farmaceutyków

Unieszkodliwianie związków toksycznych wraz z odpadami weterynaryjnymi i medycznymi (np. termiczne unieszkodliwianie)

Za zbiórkę przeterminowanych leków odpowiada GMINA

Wyniki zbiórek zależą głównie od akcji promocyjnej:

•O szkodliwości przeterminowanych leków i zagrożeniach dla życia i zdrowia oraz

środowiska

•O miejscu i czasie zbiórki

•O dalszym postępowaniu z zebranymi lekami

Najlepsze efekty zbierania - w aptekach

Systemy zbiórki baterii (podstawowe problemy, zagrożenia dla środowiska związków zawartych w bateriach)

1 bateria „guzikowa” potrafi zatruć 1m3 gleby lub 400kg ziemi

Baterie zawierają metale kolorowe i związki toksyczne.

Odzysk: metodami ogniowymi (poza rtęcią i kadmem) oraz metodami hydrometalurgii

Zgodnie z normą europejską nr PN-EN 14057:2003, mającą status Polskiej Normy zużyte akumulatory lub ich części zaliczane są do złomu.

Za zbiórkę zużytych baterii odpowiada GMINA

Problemy podobne jak w przypadku przeterminowanych lekarstw

Sprzedawca detaliczny kwasowo-ołowiowych baterii samochodowych, akumulatorów jest zobowiązany do pobrania opłaty depozytowej (+ zaświadczenie) przy sprzedaży, jeśli kupujący nie przekaże odpadów.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe 30 zł za sztukę

Akumulatory przemysłowych kwasowo-ołowiowe - 35 zł za sztukę.

Wymagania dotyczące przetwarzania (na mocy rozporządzenia ministra)

•Oddzielenie akumulatorów kwasowo - ołowiowych od innych baterii i odpadów

•Usunięcie i unieszkodliwienie (odzyskanie) elektrolitu

•Rozdrobnienie i rozdział materiałów na tworzywa, pastę ołowiową i metale

•Frakcja metaliczna i ołowiowa powinny być przetopione (+rafinacja ołowiu)

•Recykling tworzyw sztucznych z akumulatorów

•Wprowadzający do obrotu baterie zobowiązany jest do pisania sprawozdań dotyczących ilości i masy wprowadzonych do obrotu baterii

•Wykazy firm

•Sprawozdania roczne dotyczące środków przeznaczonych na kampanie edukacyjne

•Sprawozdania dotyczące opłat

•Sprawozdania w sprawie poziomu odzysku

Organizacje zajmujące się odzyskiem baterii:

•REBA organizacja odzysku s.a. (www.reba.com.pl)

•PALECZNY – Ochrona Środowiska i odpady (www.paleczny.pl)

Reba – edukacja w zakresie baterii, akty prawne dla producentów, sprzedawców, recyklerów, etc.

Lampy fluorescencyjne i odpady zawierające rtęć (systemy zbiórki i podstawowe problemy)

Odpady zawierające rtęć: zużyte lampy fluorescencyjne, wyładowcze, termometry rtęciowe, urządzenia elektryczne, baterie.

System zbiórki w Polsce „raczkuje”

Najczęściej odpady te trafiają w postaci stłuczki na wysypiska odpadów

Obecnie odpady te są objęte „ustawą o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym”

Systemy zbiórki powinny i transportu powinny uwzględniać rozwiązania:

•Kontenery na odpady w rejonowych punktach gromadzenia odpadów

•Okresowa zbiórka odpadów (np. wraz ze zbiórką odpadów wielkogabarytowych)

•Pojemniki na odpady zawierające rtęć w miejscach sprzedaży

•Okresowa kampania edukacyjna

System zbiórki są nieopłacalne (nawet przy odzyskaniu rtęci), potrzebne dodatkowe motywacje finansowe.

Przykład firmy:

Ekoharpoon – Cząstków Mazowiecki (ekoharpoon.pl)

Firma zajmuje się przerobem substancji niebezpiecznych, tj.:

•Odpady zawierające rtęć (świetlówki, żarówki, lampy, termometry)

•Odpady elektroniczne (AGD, komputery, zabawki, sprzęt medyczny, elektronarzędzia)

•Odpady chemiczne

Firma Ekoharpoon – wszystkie zezwolenia (zarejestrowana w GIOŚ, decyzje

Marszałka, etc.)

Usługi są płatne .

Urządzenia zawierające freony

4,6 mln sztuk lodówek do wymiany po ~500g chlorofluorowęglowodorów

Podstawowy problem – niszczenie warstwy ozonowej

Freon może być odzyskiwany i po oczyszczeniu – użyty ponownie

Firmy: firmy zajmujące się klimatyzacją. Urządzenia do odzysku freonu są

stosunkowo tanie (kilka tysięcy złotych)

Produkty niebezpieczne, RTV, AGD, elektronika, etc :

•Sprzedawca ma obowiązek informować klientów, co zrobić ze zużytym sprzętem

•Przy zakupie nowego towaru, stary możemy oddać do sklepu nieodpłatnie (1 za 1)

•W każdej gminie musi być co najmniej 1 punkt zbiórki zużytego sprzętu (we Wrocławiu, ul. Grabiszyńska 241 – Hutmen, firma TKM Recykling Polska – bezpłatnie)

•Wywóz przez firmy, które odbierają odpady wielkogabarytowe

•Producent musi umieścić w instrukcji do produktu o postępowaniu po zużyciu

•Informacje o odpadach i punktach skupu w sklepach

•Organizacje zajmujące się elektrośmieciami: Elektroeko (do września 2012 pojawią się pojemniki w związku z wycofywaniem standardowych żarówek)

Żarówki energooszczędne:

•Punkty zbioru w sklepach sieci: Obi, Castorama, Ikea, Leroy Merlin

Zagospodarowanie olejów przepracowanych (spalanie, odzysk)

Odpady ropopochodne, węglowodory

Palne i często szkodliwe, potencjalnie mogą skazić wody gruntowe (przy stężeniu 1ppm skażona woda pitna)

- Recykling (po właściwej obróbce)

- Spalanie (z odzyskiem ciepła)

Są to:

•Wszystkie oleje smarowe, lub przemysłowe mineralne, które stały się niezdatne do użycia, do którego były pierwotnie przeznaczone, a w szczególności zużyte oleje silnikowe, ze skrzyni biegów, mineralne oleje smarowe, oleje do turbin, oleje hydrauliczne.

W Polsce największą grupę stanowią tzw. „oleje przepracowane”

Wszystkie oleje smarowe i przemysłowe, które nie nadają się już do zastosowania, do którego były pierwotnie przeznaczone.

Podstawowy problem (z punktu widzenia ekonomiczno – prawnego) z zakwalifikowaniem rodzi się, gdy trzeba zapłacić podatek akcyzowy.

Procesy, którym można poddać oleje przepracowane na podstawie dyrektywy:

•Usuwanie, pozbywanie się, likwidacja (disposal) – przeróbka lub destrukcja olejów odpadowych, jak też ich zrzut lub magazynowanie nad i pod ziemię

•Przeróbka (processing)-operacje, które pozwalają na powtórne użycie olejów odpadowych, tzn. regeneracja i spalanie:

•Regeneracja (regeneration) – każdy proces, za pomocą którego mogą być produkowane oleje bazowe przez rafinowanie olejów odpadowych, a w szczególności przez usuwanie zanieczyszczeń, produktów utleniania i dodatków zawartych w takich olejach.

•Spalanie (combustion) oznacza użycie olejów odpadowych jako paliwa przy właściwym odzysku powstałego ciepła

Cel dyrektywy:

•Stworzenie systemu zbiórki, przeróbki, magazynowania oraz likwidacji olejów oraz ochrona środowiska

Regeneracja

Zalety:

•Opłacalność zależy od wielkości produkcji olejów przepracowanych, opłacalność przy 60 000-80 000 ton rocznie – obecnie niemal żaden kraj w UE nie produkuje takiej ilości

•Ciągłe zmiany składy olejów powodują, że skład oleju przepracowanego jest za każdym razem inny

•Ogromne ryzyko inwestycyjne – związane z rynkiem zbytu i jakością regenerowanego oleju

Wady:

•Możliwość taniego spalania odpadów

•Rynek zbytu olejów regenerowanych – nie istnieje, gdyż ludzie kupują głównie oleje świeże

•Wzrost zapotrzebowania na oleje wysokiej jakości – oleje regenerowane nie są konkurencyjne

Spalanie olejów przepracowanych

Głównie w Wielkiej Brytanii, gdzie poziom zbiórki ~80% (1999)

Odwodornienie i usunięcie ciał stałych – powstaje RFO (recovered fuel oil)

Zastosowanie: elektrownie (zamiast ciężkiego oleju opałowego), piece obrotowe, piece do wypalania klinkieru cementowego, różne piece przemysłowe, ogrzewanie w rolnictwie, ogrodnictwie, bojlery

Spalanie olejów przepracowanych

Zalety:

•Mała lepkość (łatwiej pompować)

•Niska cena

Wady:

•Siarka

•Chlor

•Polichlorowane bifenyle

•Metale ciężkie (ołów, wanad, miedź, kadm, chrom, nikiel

3