Technologie w ochronie
środowiska
Recykling materiałowy
tworzyw sztucznych
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.
