Technologie w ochronie

środowiska

Recykling materiałowy

tworzyw sztucznych

Recykling tworzyw sztucznych

- literatura

1.

Red. M. Żygadło: Strategia gospodarki
odpadami komunalnymi, Poznań 2001.

2.

Red. A. K. Błędzki: Recykling materiałów
polimerowych, WNT, Warszawa 1997.

3.

A.K. Błędzki, W. Nowaczek: „Ekobilans –
czyli pozytywne i negatywne aspekty
stosowania tworzyw sztucznych”.
Polimery. 1993. 38. Nr 7, str. 297 -315.

Recykling tworzyw sztucznych

- plan wykładu

1.

Pojęcie ekobilansu

2.

Przykłady ekobilansu dla różnych materiałów

3.

Obieg tworzyw sztucznych

4.

Kierunki zagospodarowania odpadów z tworzyw

sztucznych

5.

Pojęcie recyklingu materiałowego

6.

Etapy recyklingu materiałowego tworzyw

sztucznych na przykładzie PET

7.

Wtórne zagospodarowanie recyklatów z PET

8.

Problemy techniczne i ekonomiczne recyklingu

materiałowego tworzyw

9.

Przykłady nowych wyrobów z tworzyw

regenerowanych

Pojęcie ekobilansu



Ekobilans to narzędzie oceny ekologicznej dla

ustawodawców, producentów i konsumentów,



Ekobilanse zaczęto wykonywać jako konsekwencję

wytycznych UE z 1985 r., nakazujących powtórne

wykorzystanie opakowań po napojach,



Ekobilanse początkowo dotyczyły opakowań,

zwłaszcza na produkty spożywcze



Współczesne podejście do ekobilansu jest

znacznie szersze, dotyczy on całego systemu

obejmującego wiele procesów cząstkowych,

którym przyporządkowane są konkretne dane

ilościowe

Ekobilans - synonimy



Analiza cyklu życia (GB)



Analiza profilu środowiskowego
(USA)



Analiza obiegu materiałowego



Profil ekologiczny



Analiza drogi życia



Analiza od kołyski do grobu

Ekobilans – priorytetowe składniki

podlegające ocenie



Nakłady energii z uwzględnieniem

zapotrzebowania na ropę (największe obciążenie

środowiska przy spalaniu węgla-odpady, SO

2

,CO

2

),



Zużycie surowców (bez ropy),



Ilość odpadów stałych nie nadających się do

utylizacji,



Zużycie wody (bez wody do chłodzenia)



Emisja substancji szkodliwych do atmosfery, wody

i gleby. Wyraża się je w wartościach

krytycznych.

Wartość krytyczna – najmniejsza objętość wody

lub powietrza przypadająca na 1 kg produktu, w

których ilość substancji szkodliwych nie

przekracza wartości dopuszczalnych

Ekobilans – uogólniony
schemat

priorytetowe składniki podlegające ocenie

Ekobilans - cele



Pozwalają na ekologiczną ocenę materiałów, co jest

obecnie niezbędne przy podejmowaniu strategicznych

decyzji



Pozwalają na znalezienie związku między potencjalnymi

obciążeniami środowiska naturalnego a produktami lub

procesami będącymi wynikiem działalności człowieka



Stanowią przejście od szczegółowego do

kompleksowego spojrzenia na problemy związane z

zanieczyszczeniem i ochroną środowiska



Wskazują słabe punkty badanych systemów oraz

możliwości ich wyeliminowania



Umożliwiają rozwój nowych produktów i procesów

przyjaznych dla środowiska



Motywują do działań proekologicznych i umożliwiają

kontrolę uzyskiwanych rezultatów

Ekobilans a ekonomia

Przemysł

szklarski

papierniczy

tworzyw

sztucznych

Dawne podejście to podział przemysłu wg

produkowanych wyrobów

Ekobilans a ekonomia

Opakowanie

szklane

Przemysł

szklarski

(butelka)

Przemysł

metalowy

(zakrętka)

Przemysł

papierniczy

(etykieta)

Nowe podejście to rozpatrywanie procesów

przemysłowych jako poszczególnych ogniw łańcucha

produkcyjnego prowadzącego do wytworzenia określonego

produktu

Ekobilans a ekonomia



Obecnie przy wyborze procesu

produkcyjnego nie kierujemy się

wskaźnikami ekonomicznymi a

ekobilansem,



Proces korzystny ekonomicznie nie

musi być przyjazny dla środowiska,



Procesy mało uciążliwe dla

środowiska wymagają na ogół

większych nakładów finansowych

Ekobilans – przykład (opakowania
na mleko)

Ekobilans dla opakowań na mleko o poj. 1 dm

3

:



Torebka (worek) z PE o masie 7 g,



Butelka lekka z PE z etykietą papierową o

masie 21 g,



Karton z papieru wzmocniony folią z PE o

masie 25 g,



Butelka szklana wielokrotnego użytku (20x

lub 40x) z etykietą papierową i zamknięciem

aluminiowym o masie 401,4 g



Butelka zakręcana z PE z etykietą papierowa

o masie 48 g

Ekobilans – przykład (opakowania
na mleko, graficzne zestawienie
wyników)

Ekobilans – przykład (opakowania
na mleko)

Dlaczego kartony dominują w sklepach

choć ich ekobilans jest najmniej

korzystny?

Przesądziła o tym wygoda producentów i

konsumentów. Są one poręczne, łatwe w
manipulowaniu, produkty mogą w nich
być długo przechowywane, są łatwe w
magazynowaniu i transporcie
(sztaplowanie)

Ekobilans – przykład (kubeczki na

jogurty)

Ekobilans dla profili okiennych z

drewna, Al i PVC (1992 r.)

Porównanie wyników ekobilansu dla

rożnych materiałów polimerowych i

klasycznych

Co można wykorzystać z odpadów

komunalnych do celów

przemysłowych?



Papier i tektura (kod 20 01 01)



Szkło (kod 20 01 02)



Drobne elementy z tworzyw sztucznych (kod 20 01 03)



Inne frakcje tworzyw sztucznych (kod 20 01 04)



Drobne elementy metalowe (kod 20 01 05)



Inne frakcje metali (kod 20 01 06)



Drewno (kod 20 01 07)



Oleje i tłuszcze (kod 20 01 09)



Odzież (kod 20 01 09)



Tekstylia (kod 20 01 11)



Baterie (kod 20 01 20)



Lampy fluorescencyjne i inne odpady zawierające rtęć

(kod 20 01 21)



Wraki pojazdów (kod 20 01 05)

Źródło odpadów
plastikowych

Przemysł i Transport20%

Przemysł elektryczny 4%

Budownictwo 3%

Przemysł samochodowy

5%

Rolnictwo 2%

Odpady komunalne

66%

Całkowita ilość odpadów plastikowych ze względu na

Całkowita ilość odpadów plastikowych ze względu na

sektor

sektor

Source: 2004’ Data, CO.RE.PLA

Całkowita ilość odpadów generowanych w Europie =220mln ton/a
Odpady plastikowe ok. 8% = 20 mil. ton/a
Odpady komunalne = 14 mil ton/a

Z

a

si

ę

g

p

ro

b

le

m

u

R

e

c

y

k

lin

g

R

e

c

y

k

lin

g

m

e

c

h

a

n

ic

zn

y

m

e

c

h

a

n

ic

zn

y

Spalanie

Spalanie

/

/

Zgazowanie

Zgazowanie

Odzysk energii

Odzysk energii

Recykling

Recykling

chemiczny

chemiczny

(surowcowy)

(surowcowy)

Cykl tworzyw

sztucznych

Surowa
ropa
400$/tonę

Nafta
800$/tonę

PE/PP
1300$/ton
ę

PE/PP

1500$/ton
ę

Odpad
polimerow
y PP/PE
<500$/ton
ę

Piroliza/
Zgazowni
e

Zamknięcie obiegu materiałowego

tworzyw w wyniku różnych metod

recyklingu odpadów

Trzy kierunki

zagospodarowania

odpadów z tworzyw

sztucznych:



recykling materiałowy –

metoda najprostsza,

najmniej kosztowna,

najbardziej

rozpowszechniona



recykling surowcowy –

wymaga złożonych i

kosztownych instalacji,



recykling energetyczny -

wymaga złożonych i

kosztownych instalacji,

problem stanowią

pozostałości po spaleniu i

sprzeciw społeczeństwa do

budowy tego typu

obiektów

Aktualne kierunki ponownego

wykorzystania tworzyw sztucznych w

Polsce

1.

Recykling materiałowy

– z czystych odpadów tworzyw

danego rodzaju odzyskuje się pełnowartościowe frakcje

polimerów o zdefiniowanych właściwościach, nadające się

do ponownego przetwórstwa



Synonimy nazw produktów:

recyklaty, regranulaty,

regeneraty. Otrzymanie pełnowartościowych recyklatów

wymaga dokładnej selekcji odpadów tworzyw na

poszczególne gatunki



Właściwości wytrzymałościowe materiałów otrzymanych z

regenerowanego tworzywa termoplastycznego zależą od

stopnia czystości zbieranych odpadów.



Każdy rodzaj oddziaływania w procesach przetwórstwa

(cięcie, rozdrabnianie, obróbka termiczna) pogarsza

właściwości tworzywa.



W wyrobach z recyklatu zmniejsza się wydłużenie przy

zerwaniu, gęstość, współczynnik płynięcia, odporność na

działanie środowiska, bardzo znacznie wzrasta emisja

odorów przy przetwórstwie

Ciąg technologiczny recyklingu

materiałowego (na przykładzie ZPTS w

Kłaju)

Operacje technologiczne:

1. rozdrabnianie, cięcie na gilotynie, mielenie we młynach

2. Mycie 3. suszenie 4. aglomeracja (zagęszczanie)

5. granulowanie

Posegregowane odpady tworzyw sztucznych, mielone są na

specjalnie przeznaczonych do tego celu młynach z zastosowanymi
odpylaczami czyszczącymi. W ten sposób otrzymuje się tzw. płatki
tworzyw sztucznych, np.: PET-a.

Przykład selektywnej zbiórki butelek PET dla potrzeb recyklingu

materiałowego prowadzonego przez firmę EKO SAM z okolic Radomia

Otrzymany we wcześniejszej fazie przerobu przemiał lub

aglomerat tworzyw poddawany jest procesowi regranulacji w wyniku
czego otrzymywany jest regranulat. Maszyna służąca do tego celu
przedstawiona jest na poniższych zdjęciach.

Recykling butelek PET w firmie EKO SAM z okolic Radomia

Otrzymywanie regranulatu z butelek PET w firmie EKO SAM z okolic

Radomia

Regranulat wykorzystywany jest do produkcji różnego rodzaju

wyrobów np. produkowanych w firmie EKO – SAM
RECYKLING korków do butelek, doniczek oraz wycieraczek (zdjęcie
poniżej), a przez inne firmy worków foliowych, wiaderek i
różnego rodzaju elementów plastikowych.

Recykling butelek PET w firmie EKO SAM z okolic Radomia

Wtórne zastosowania PET

Wtórne zastosowania PET

Problemy techniczne i ekonomiczne

recyklingu materiałowego tworzyw

sztucznych



Nie przerabia się mieszanek różnych polimerów; każdy

gatunek polimeru wymaga indywidualnego podejścia i

starannego wysortowania z masy odpadów,



Trudności w sortowaniu materiałów – brak właściwych

oznaczeń na wyrobach,



źle wysortowany materiał daje regranulat o gorszych

właściwościach mechanicznych,



Obecność zanieczyszczeń chemicznych w wielu

opakowaniach (np. po sodzie kaustycznej, środkach

ochrony roślin, kwasach) dyskwalifikuje je ze względu na

korozję linii,



Różnica w cenie rynkowej surowców pierwotnych i

regranulatu, który jest droższy,



W zastosowaniach recyklatów preferowane jest

stosowanie mieszanek w proporcji 1:1 z materiałem

świeżym

Metody sortowania odpadów -

Oznakowanie wyrobów z tworzyw

sztucznych

Przykłady nowych wyrobów z

tworzyw regenerowanych

Przykłady nowych wyrobów z

tworzyw regenerowanych

Przykłady nowych wyrobów z

tworzyw regenerowanych

Wtórne zastosowania polistyrenu

PS

•

wytłaczane płyty ze stopionego PS

wytłaczane płyty ze stopionego PS

•

kubki i tacki na jedzenie.

kubki i tacki na jedzenie.

•

płyty z modyfikowanego elastomeru polistyrenu, formowane przez

płyty z modyfikowanego elastomeru polistyrenu, formowane przez

wtrysk lub kształtowanie termiczne, jak również płyty i wyroby z

wtrysk lub kształtowanie termiczne, jak również płyty i wyroby z

orientowanego PS

orientowanego PS

•

wyroby ze słabo napełnionego PS, formowane wg zamówień.

wyroby ze słabo napełnionego PS, formowane wg zamówień.

Opel Vectra: Zastosowanie przetworzonych

tworzyw sztucznych (recyklatów)



Części wykonane z przetworzonego tworzywa sztucznego



Tworzywo sztuczne nadające się do recyklingu

Dziękuję za uwagę

Aktualne kierunki ponownego

wykorzystania tworzyw sztucznych w

Polsce

2.

Recykling surowcowy polimerów

polega na ich degradacji do frakcji

o mniejszych masach

cząsteczkowych. Frakcje te używa

się jako monomery lub jako

surowce do wytwarzania innych

produktów. Konieczna jest selekcja

aby recyklingowi poddawać

jednolite jakościowo frakcje o

zdefiniowanych właściwościach

Aktualne kierunki ponownego
wykorzystania tworzyw sztucznych w
Polsce



Recykling termiczny – spalanie
odpadów z tworzyw celem
uzyskania z nich energii. Będzie
omówiony bardziej szczegółowo w
następnym wykładzie.