CC BY
247
5. Туниця Ю.Ю. Екологiчна економжа та ринок / Ю.Ю. Туниця. - К. : Вид-во "Знання", 2006. - 120 с.
6. Туниця Ю.Ю. Еконошчш проблеми комплексного використання i охорони природних pecypciB / Ю.Ю. Туниця. - âbîb : Вид-во "Вища шк.", 1976. - 215 с.
Ференц О.О., Киндрат Р.Я. Сущность эколого-экономической эффективности комплексного использования древесины в лесопилении
Определены теоретические подходы к оценке эколого-экономической эффективности производства. Обоснована важность комплексной переработки сырья в лесопиль-но-деревообрабатывающем производстве и определение его эколого-экономической эффективности. Отражена необходимость расчета показателей эколого-экономической эффективности.
Ключевые слова: экологическая эффективность, экономическая эффективность, комплексная переработка, древесина, кризис, экологизация.
Ferents O.O., Kindrat R.Ya. Essence of ecological and economic efficiency integrated use of wood in the sawmill
Theoretical approaches to the assessment of environmental and economic efficiency. Substantiates the importance of comprehensive processing of raw materials in sawmills, woodworking industries and determine its environmental and economic effectiveness. Displaying necessity of calculating the environmental and economic performance.
Keywords: ecological efficiency, economic efficiency, complex processing, wood, crisis, ecologization.
УДК 678.023 Ст. викл. У.В. Хром'як, канд. техн. наук -
Львiвський ДУ безпеки життeдiяльностi
ПРОБЛЕМИ I НАПРЯМИ УТИЛ1ЗАЦН ТВЕРДИХ В1ДХОД1В ПЛАСТМАС
Розглянуто основш напрямки вторинного перероблення та утилiзащl шшмерних матерiалiв. Проаналiзовано низку проблем, яю виникають шд час використання вто-ринно! полшерно! сировини, а саме: оргашзащя збирання, сортування та первинне об-роблення шшмерних вiдходiв, що особливо стосуеться змшаних, яю переважно е выходами побутового використання. Проаналiзовано змшу властивостей шшстиролу (ударна в'язкiсть, мщшсть при розтягу, молекулярна маса, показник текучостi розпла-ву) у процеи багаторазового перероблення.
Ключовi слова: вщходи пластмас, стадп перероблення, властивостi, утил1защя, га-лузi застосування.
Промисловiсть пол1мерних матерiалiв розвиваеться високими темпами. Починаючи з 70-х роюв ХХ ст. виробництво полiмерiв подвоюеться кожнi 5 роив. Причому термопластичнi полiмери становлять приблизно 70 % ввд загаль-но! кiлькостi пластмас, що виробляються. Одним iз супутнiх ефекпв бурхливо-го розвитку полiмерних матерiалiв е одночасне збшьшення кiлькостi пол1мер-них вiдходiв. Тобто вiдходи полiмерiв перетворилися в серйозне джерело заб-руднення навколишнього середовища [1].
За ощнками фахiвцiв, у структурi пол1мерних вiдходiв 34 % становить полiетилен (плiвка, пивнi ящики, вiдра, шддони та iншi вироби), 20,4 % - поль етилентерефталат (пляшки ввд рiзноманiтних напо!в та iнших рiдин), 17 % - ла-мшований папiр, 13,6 % - полiвiнiлхлорид (труби, плшка, панелi), 7,6 % - по-лiстирол (корпуси електронно! апаратури, одноразовий посуд), 7,4 % - полшро-
птен (побyтовi виpоби, коpпyси aкyмyлятоpiв, piзномaнiтнa тapa). Бiльшiсть виpобiв, тapи та пакування i3 плaстичниx мас тpивaлий час збеpiгaють сво'1 влaстивостi i ^адатт для повтоpного викоpистaння. Однак сьогодш збиpaють та пеpеpобляють лише 20 % полiетиленy, 17 % пол^ошие^, 12 % полiетилен-теpефтaлaт, 12 % полiстиpолy, 10 % полiвiнiлxлоpидy. Пpичомy пpомисловiсть здатна пеpеpобити в ктька paзiв бiльше втоpинноï с^овини нiж ïï ^оду-кyeться сьогодш i3 вiдxодiв [2].
1з втоpинниx плaстикiв виготовляють елементи машин та меxaнiзмiв, посуд, меблi та ^едмети iнтеp,epy, шиpокий пеpелiк бyдiвельниx виpобiв, знaчнi об,eми пaкyвaльниx мaтеpiaлiв та тapи, тpyби, полiмеpнy чеpепицю та тpотyap-ну плитку та багато iншого. Цей сегмент pинкy втоpинниx мaтеpiaлiв на сьогод-ш e досить пеpспективним i дae змогу не лише виpiшити еколопчш пpоблеми, а й отpимaти економiчний зиск.
Вiдxоди пластмас подтяють на двi великi гpyпи: вiдxоди в^обництва; вiдxоди споживання. Завдання yтилiзaцiï i знешкодження вiдxодiв пластмас циx ^уп iстотно вiдpiзняються. Пiд час pозpоблення способiв викоpистaння в^об-ничиx вiдxодiв головнi тpyднощi пов,язaнi: з бшьш низькою якiстю вiдxодiв по-piвняно з пеpвинними пластмасами; нaявнiстю зaбpyднень; нaявнiстю включень piзного поxодження.
Шд час yтилiзaцiï вiдxодiв дpyгоï ^упи нaйбiльшi тpyднощi виникають iз зб^анням, тpaнспоpтyвaнням i видiленням пластмас iз загально'1 маси в^об-ничо-побyтовиx вiдxодiв. Осктьки вмiст пластмас y побутовш: вiдxодax поpiв-няно невеликий (2-15 %), то тpyдомiсткiсть видтення не завжди окyпaeться. Тому можливi новi шляxи yтилiзaцiï, якi пов,язaнi iз сyмiсною пеpеpобкою плaстмaсовиx вiдxодiв i побутового смiття. Коли плaстмaсовi вдаоди вдaeться видтити, то подальша ïx пеpеpобкa не вiдpiзняeться вiд пеpеpоблення в^обни-чиx вiдxодiв пластмас.
1снують тaкi основнi нaпpямки yтилiзaцiï чи знешкодження пластмасо-виx вiдxодiв: втоpиннa пеpеpобкa вiдxодiв або викоpистaння ïx в piзниx компо-зицiяx; теpмiчний pозклaд з одеpжaнням цiльовиx ^оду^лв; теpмiчне знешкодження з pегенеpaцieю теплоти, що видiляeться; pозpоблення фото- i б^уй^в-ниx пластмас, яю пiсля зaкiнчення експлyaтaцiйного теpмiнy здатш pозклaдa-тись до низькомолекyляpниx сполук, поглинатися мiкpооpгaнiзмaми i включа-тися в замкнений бюлопчний цикл, не ствоpюючи негативного впливу на дов-кiлля [3-5].
Вибip нaпpямкy утиизацп чи знешкодження плaстмaсовиx вiдxодiв виз-нaчaeться економiчними мipкyвaннями, пpоблемaми с^овини, екологiчними завданнями та низкою шшш: фaктоpiв. Пpоцес втоpинного пеpеpоблення вдао-дiв пластмас може складатися з такт: стaдiй (pис. 1) [1
Рис. 1. Cmadiï вторинного перероблення eidxodie споживання
Перша стадш охоплюе сортування вщход1в за зовшшшм виглядом, вщ-дтення непластмасових компоненлв, залишюв паперу чи дерев'яно'* тари, мета-левих предмет1в 1 т. ш. На другш стадп внаслщок одно- або двостадшного под-р1бнення матер1ал повинен мати розм1ри, достатт для того, щоб здшснити його подальшу переробку. За здатшстю до подр1бнення пол1мери можна розмютити таким чином: полютирол > пол1етилен низького тиску > пол1етплентерефталат > полшроптен > пол1ам1д > пол1етплен високого тиску > пол1уретани > фто-ропласти.
Найбтьш ефективно подр1бнюеться крихкий полютирол 1 найменш ефективно - в'язкопружний фторопласт. Те саме спостер1гаеться 1 в раз1 подр1б-нення у млинах ударно'' дп. На третш стадп подр1бнений матер1ал тддають в1д-миванню вщ забруднень оргатчного 1 неоргашчного характеру р1зними роз-чинниками, засобами для миття 1 водою. Також вщдшяють метаичт домшки, пропускаючи вщходи через магштн1 сепаратори. Домшки кольорових метал1в вщдтяють в електросепараторах.
Четверта стадiя залежить в1д вибраного способу роздтення в1дход1в за видами пластмас. Якщо використовують мокрий спос1б, то спочатку проводять роздтення, а пот1м - сушшня. У раз1 використання сухих способ1в спочатку подр1бнет вщходи сушать, а пот1м класифшують. Шсля цих операцш тдсуше-ш подр1бнет вщходи, за необхщносл, змшують 1з стабшзаторами, барвника-ми, наповнювачами та 1ншими 1нгред1ентами 1 тддають грануляцп. Часто на цш стадп вщходи змшують з товарним пол1мером.
Заключна стад1я - переробка грануляту у вироби - на вщмшу вщ пере-роблення товарного продукту, вимагае коректування режим1в перероблення. Впровадження описано'' вище схеми на практищ дороге 1 трудомютке, тому впровадження таких схем обмежене. За такою схемою переробляються, в основному, вщходи споживання. Схема перероблення виробничих в1дход1в спро-щуеться 1 охоплюе таю стадп (рис. 2):
Рис. 2. Схема перероблення виробничих вiдходiв
Технолопчт вщходи за ф1зико-мехатчними 1 технолопчними власти-востями не вщр1зняються в1д первинно'1 сировини. Найбшьш поширений метод перероблення технолопчних в1дход1в полютиролу - лиття тд тиском [6]. На рис. 3 (а, б, в, г) наведено результати змши властивостей полютиролу в процес1 багаторазового перероблення [7].
Незважаючи на деструктивш процеси, що переб1гають тд час багаторазового перероблення полютиролу, про що св1дчить зменшення молекулярно'' ма-си, його основн ф1зико-мехатчт властивосл змшюються незначно. Треба заз-начити, що вмют вщход1в у сумшах з товарним продуктом не повинен переви-щувати 20 %, в шшому випадку - р1зко попршуеться яюсть одержаних вироб1в.
Також варто звернути увагу на вщходи реактопласт1в, яю утворюються тд час виготовлення вироб1в або тд час 'х мехатчно'* оброблення. Складтсть перероблення в1дход1в обумовлена 1х низькою здаттстю до депол1меризацп, 1х
нульовою здатшстю до плавлення i розчинення в оргатчних розчинниках, на-явностi велико'' кiлькостi наповнювача. Частка вiдходiв на 1 т матерiалу, що пе-реробляеться, становить 5-20 %.
Рис. 3. ЗмШа властивостей полктиролу в процеа багаторазового перероблення:
а) ударна в'язкгсть; б) мщшсть прирозтягу; в) молекулярна маса; г) показник текучостIрозплаву
За будь-якого способу перероблення реактопласти мютять деяку кшь-юсть незшитого полiмеру, що дае змогу використовувати вiдходи цих матерь алiв як активнi наповнювача У разi помiрного нагрiвання вони можуть зберпа ти текучiсть i хiмiчну активнiсть. Завдяки цьому подрiбненi вiдходи реактоп-ластiв можна використовувати як доданки до основно'' сировини, що значно знижуе собiвартiсть готово'' продукцп.
Основнi шляхи використання вiдходiв реактопластiв: додавання подрiб-нених вiдходiв до стандартних прескомпозицiй; введения подрiбнених вiдходiв у заливнi композицií, в яких як зв'язне можуть використовуватись синтетичт смоли, бетон, бiтум, асфальт та ш.; виготовлення прес-матерiалiв на основi вщ-ходiв реактопласпв рiзними способами: пресуванням мiж листами, мiж нагргги-ми валками i т. iн.; формування подрiбнених вiдходiв, просочених зв'язними, у вироби рiзноí конфпурацп; або ''х сум!ш з будiвельними чи iншими матерiала-ми; введення подрiбнених вiдходiв до стнених композицiй; для цього можна використовувати вщходи, якi не сумщаються один з одним, i використовувати рiзнi змiцнюючи матерiали (деревину, тсок, синтетичнi смоли, пiнобетон i т.д.). Варто також звернути увагу на переробку сум^ полiмерних вiдходiв без 'х попереднього роздтення, що здешевлюе процес утилiзацií, однак значно знижуе фiзико-механiчнi властивостi виробiв [8, 9].
Одним iз способов перероблення змiшаних вiдходiв е каландрування ма-терiалу i одержання плит i листiв для виробництва тари (мебл1в). Перевага цього способу полягае в легкостi його регулювання шляхом змiни зазору мiж валками каландра. Висою мiцнiснi характеристики виробiв забезпечуються доброю пластикацiею i гомогенiзацiею матерiалу при переробцi.
Широко використовують двошиековi екструдери. Такi екструдери пра-цюють за принципом виткнення, тому час перебування полiмеру в них за тем-ператури пластикацп чiтко визначений i унеможливлюе його затримку в зонi високих температур, що запобiгае термодеструкцií матерiалу.
Ще одним способом перероблення е багатоканальне, або "сенддач"-лит-тя. За цього способу перероблення вирiб мае зовшшнш шар з товарно!' пластма-си, а внутршнш шар може бути з вiдходiв. З одного боку, це дае змогу значно знизити варткть виробу, а з шшого - утилiзувати вiдходи. Такi вироби застосо-вуються для виготовлення мебл1в i виробiв домашнього господарства.
Важливою умовою економiчностi i доцiльностi утилiзацií вiдходiв е по-шуки галузей застосування одержаних на 1х основi вироб1в. Вироби iз сумiшi ввдходав пластмас застосовують у будiвництвi i як елементи садово-паркового господарства. Це - плити для пiшохiдних дорiжок, решiтки для тротуарiв, шд-логи в робочих примiщениях, дорiжки в теплицях, листи для тепло- i зву^зо-ляцií, захиснi загорожi навколо дерев, горщики для квiтiв, покриття для спор-тмайдаичикiв i т. ш. [10].
Треба зазначити, що основну кiлькiсть промислових та побутових поль мерних вiдходiв знищують захороненням або спалюванням. Проте такi способи утилiзацií вiдходiв е економiчно невипдними i техиологiчно ускладненими. Кр1м того, захоронення i спалювання полiмерних ввдход1в призводить до повторного забруднення навколишнього середовища (газовi викиди) i зменшення земельних угiдь (органiзацiя звалищ) [11].
Лiтература
1. Ситар В.1. Промислова екологiя при виробництвi та переробцi полшерних матерiалiв /
B.1. Ситар, М.В. Бурмiстр, О.С. Кабат. - Дншропетровськ : Вид-во ДВНЗ УДХТУ, 2012. - 117 с.
2. Радовенчик В.М. Твердi вщходи: збiр, переробка, складування : навч. посiбн. / В.М. Ра-довенчик, М.Д. Гомеля. - К. : Вид-во "Кондор", 2010. - 552 с.
3. Пальгунов П.П. Утилизация промышленных отходов / П.П. Пальгунов, М.В. Сумароков. - М. : Стройиздат, 1990. - 352 с.
4. Королева О.А. Переработка отходов полимерных материалов / О.А. Королева // Твёрдые бытовые отходы. - 2005. - № 5. - С. 9-10.
5. Микульонок 1.О. Основш методи i шляхи використання полшервмюних вщходш / 1.О. Микульонок, Г.Л. Рябцев // Наую^ вiстi НТУУ "КП1" : наук.-техн. журнал. - 2001. - № 2. -
C. 135-147.
6. Хром'як У.В. Вторинне використання вщходш шшстирольних матерiалiв / У.В. Хром'як, 1.Д. Борщишин // Вiсник Льв1вського державного ушверситету безпеки життeдi^Iьностi : зб. наук. праць. - Львiв : Вид-во Льв1вського Ду БЖД. - 2012. - № 6. - С. 208-213.
7. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. - Калуга : Изд-во Н. Бочкаревой, 2003. - Т. 1-3. - 917 с.
8. Мартинюк М.М. Аналггичний огляд метод1в утшизаци та перероблення вiдходiв з плас-тичних мас / М.М. Мартинюк, Н.1. Доманцевич // Товарознавчий вiсник : зб. наук. праць. -Луцьк, 2009. - С. 199-207.
9. Клинков А.С. Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов : учебн. пособ. / А.С. Клинков, П.С. Беляев, М.В. Соколов. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. - 80 с.
10. Заиков Г.Е. Достижения в области вторичного использования пластических масс (обзор) / Г.Е. Заиков // Пластические массы. - 1985. - № 5. - С. 58-61.
11. Гальперин В.М. Переработка отходов термопластов / В.М. Гальперин, Э.Н. Голован, Е.В. Уманская. - М. : Изд-во НИИТЭХИМ, 1988. - 32 с.
Хромяк У.В. Проблемы и направления утилизации твердых отходов пластмасс
Рассмотрены основные направления вторичной переработки и утилизации полимерных материалов. Проанализирован ряд проблем, которые возникают при использовании вторичного полимерного сырья, а именно: организация сбора, сортировки и первичная обработка полимерных отходов, что особенно касается смешанных, которые преимущественно являются отходами бытового использования. Проанализировано изменение свойств полистирола (ударная вязкость, прочность при растяжении, молекулярная масса, показатель текучести расплава) в процессе многократной переработки.
Ключевые слова: отходы пластмасс, стадии переработки, свойства, утилизация, отрасли применения.
Khromyak U. V. Problems and directions of utilization of hard wastes of plastics
Basic directions of the secondary processing and utilization of polymeric materials are considered. The row of problems which arise up at the use of secondary polymeric raw material is analysed, namely organization of collection, sorting and roughing-out of polymeric ones, that especially touches the mixed wastes which mainly are wastes of the domestic use. ^e change in the properties of polystyrene (impact strength, tensile strength, molecular weight, melt flow rate) is аnalyzed during repeated recycling.
Keywords: wastes of plastics, stage of processing, property, utilization, industries of application.
