Mikrovlnná technologie recyklace nebezpečného odpadu

Objem vysloužilých elektrospotřebičů dramaticky narůstá. Podle zprávy Mezinárodní telekomunikační unie (ITU) dosáhlo množství elektroodpadu v roce 2022 rekordní hodnoty 62 milionů tun. Dochází k obrovskému plýtvání cennými zdroji. Celosvětově se roční produkce elektronického odpadu zvyšuje o 2,6 milionu tun ročně, sběr a recyklace však pokulhávají.

Pouze necelá třetina elektroodpadu projde sběrem a následnou recyklací. Zveřejněná zpráva uvádí, že zdokumentovaná míra sběru a recyklace, která dosáhla v roce 2022 celkem 22,3 %, pravděpodobně klesne do roku 2030 na pouhých 20 %. Míra sběru a recyklace je obvykle nejvyšší u těžších a objemnějších kategorií zařízení, jako jsou velké spotřebiče, zařízení pro výměnu teploty, obrazovky a monitory.

Malá zařízení (např. hračky, mikrovlnné trouby, vysavače, elektronické cigarety) tvoří 33 % elektroodpadu, tedy 20,4 milionu tun. Jen 12 % těchto zařízení je recyklováno. Elektronický odpad v kategorii malých IT a telekomunikačních zařízení (např. notebooky, mobilní telefony, GPS zařízení, routery) tvořil v roce 2022 okolo 4,6 milionu tun.

Zpráva dále poukazuje na mírný nárůst počtu zemí, kde nakládání s odpadními elektrospotřebiči upravuje legislativa. Celkem 81 zemí mělo v roce 2023 platné právní předpisy týkající se elektronického odpadu, což značí nepatrný nárůst ze 78 zemí v roce 2019. Z 81 zemí mělo 67 právní nástroj upravující nakládání s vysloužilými elektrozařízeními s ustanoveními podporujícími rozšířenou odpovědnost výrobce (EPR).

Mezinárodní tým zahrnující i zástupce Světové zdravotnické organizace mapoval toky elektroodpadu a jeho dopady na životní prostředí v Africe. Poptávka po elektrických zařízeních roste i na africkém kontinentu. Africké země přijímají použitou elektroniku z Evropy, protože většina lidí si nové spotřebiče kvůli vysoké ceně nemůže dovolit. Pouze třináct afrických zemí mělo v roce 2019 národní legislativu týkající se elektroodpadu.

Čtěte také: Postupy recyklace mikrovlnných trub

Oficiální systém sběru a recyklace elektrozařízení ve většině afrických zemí nefunguje. Kromě legálních dovozů čile kvete i pašování elektroodpadu či jeho dovoz z vyspělých zemí, které chtějí ušetřit náklady na náročnou recyklaci. V Africe se elektroodpad likviduje ruční demontáží. Tu často provádí děti. Přichází tak do kontaktu s toxickými látkami obsaženými v odpadních elektrospotřebičích, což má negativní dopady na lidské zdraví i životní prostředí.

Odpadní elektrozařízení obsahují nebezpečné látky, jako jsou rtuť, arzen, kadmium, olovo, ftaláty, bromované zpomalovače hoření, chrom, kobalt a další. Podobně tristní je také situace spojená s těžbou strategických kovů nezbytných pro výrobu nových elektrozařízení zajišťujících obnovitelnou energii. Velké těžařské společnosti sídlící v rozvinutých zemích nedokážou ovlivnit situaci na místě samotné těžby. Těžba s sebou nese i značná environmentální rizika.

Doly spotřebovávají velké množství vody pro zpracování nerostů, odprašování i přepravu kalů. Drahé kovy lze přitom získat z odpadních elektrozařízení. Recyklátoři odpadních elektrozařízení uvádí, že elektroodpad obsahuje 69 prvků z periodické tabulky. Z každého milionu recyklovaných mobilních telefonů lze získat zpět 16 000 kg mědi, 350 kg stříbra, 24 kg zlata a 14 kg palladia. Regulace elektroodpadu je proto celosvětovou výzvou.

Zpráva upozorňuje na naléhavou potřebu zvýšit úsilí v oblasti jeho sběru a recyklace. Technologický pokrok přináší rostoucí počet elektrozařízení ve společnosti, vyšší spotřebu, omezené možnosti oprav a kratší životní cykly produktů. Recyklace odpadů a materiálové využití je cestou úspory primárních surovin, a tedy ekologického chování.

Toto téma hýbe evropskou i národní legislativou, pojmy „cirkulární ekonomika“, česky „oběhové hospodářství“, jsou všudypřítomné. Stále platí, že nejlepší odpad je ten, který nevznikne. Legislativa to označuje jako předcházení vzniku odpadů, známý je také pojem „vedlejší produkt“, který lze v některých případech s úspěchem použít. Vzniklé odpady se mají především opětovně používat, je-li to možné, nebo recyklovat a vytvářet z nich nové výrobky.

Čtěte také: Mikrovlnná trouba a životní prostředí

Technologie Zpracování Odpadů

Příkladem spojení řady recyklačních technologií je zpracování elektroodpadů a baterií různého druhu. Při zpracování baterií s náplní, ať již alkalickou, nebo kyselou dochází k oddělení hlavy baterie a prvotnímu zpracování náplně. Probíhá demontáž kovů a plastů, ty jsou od žíraviny a musí být očištěny před dalším zpracováním, např. drcením plastů před dalším využitím. Kovy jsou dále zpracovány - provádí se jejich demontáž a dělení anod, katod, případně barevných kovů, ze kterých jsou připojovací konektory.

Kovy jsou recyklovány tavením - termickou úpravou. Vidíme tedy, že již u baterií jsme si ukázali procesy, jako jsou mechanické úpravy, fyzikálně chemické a termické úpravy. Někdy jsou to elektrolyty, pokud jde o plasty, většina jich končí ve výrobě TAP (ať z kyselých, nebo alkalických baterií). Ziskové jsou nepochybně kovy. U kyselých baterií olovo, u alkalických nikl a především kadmium, obojí na nosiči železa. Potom lze lehce dovodit, že tyto technologie budou ziskové a surovina má odbyt, recyklace tedy má smysl.

Pokud se podíváme na elektroodpady, je způsob jejich úpravy ještě složitější. Tyto odpady jsou složeny z poměrně velkých a sofistikovaných obalů okolo cílové elektroniky. Stačí se podívat např. na mikrovlnnou troubu, vysavač, kuchyňský sporák, z menších např. fén, žehličku, rádio. Zde je potřeba oddělit kabely, plasty, příp. kovy tvořící obal elektrozařízení. Tyto části je nutné vytřídit do použitelné podoby - směs kovů a plastů, směsi plastů a jejich určení podle typu.

U kovů je potřeba oddělit železné a neželezné kovy a ty dále roztřídit na jednotlivé druhy, většinou hliník a měď. Pokud se mají dále využít plasty, potom je potřeba roztřídit je podle druhu (PE, PP, PS apod.) tak, aby bylo možné jejich další zpracování. Velice často mají tyto komponenty sekundární znečištění, jako jsou zalisované malé kovové části, konektory apod., i s těmi je potřeba nakládat a plast pro finální zpracování vyčistit.

Samotné elektrodíly a drobná elektronika potom prochází drtičem, drť je čištěna profouknutím (lehké podíly - papír, folie), magnetickým separátorem (železné kovy), nebo na plavícím stole plavením na hladině na základě rozdílné hustoty u potápivých dílů (potápivé a plovoucí díly). Teprve v tuto chvíli jsou rozděleny materiálové toky a čeká je finále, využití z pohledu materiálu, v tomto případě jde především o barevné a speciálně o vzácné nebo drahé kovy.

Čtěte také: Ochrana ovzduší a čištění plynů

Zařízení pro fyzikální úpravu odpadů

Příspěvek prezentuje možnosti originálního zařízení pro fyzikální zpracování odpadů, chráněného evropským patentem a zamýšlí se nad perspektivami jeho dalšího rozvoje. Toto zařízení využívá jednotlivá nebo kombinovaná působení ultrazvuku, fokusovaného mikrovlnného pole, jiskrového výboje, elektrostatického pole a UV záření za účelem snižování nebezpečných vlastností odpadů, dané přítomností nebezpečných látek pro další využití (materiálové nebo energetické), a to samostatně nebo v kombinaci s dalšími technologickými postupy.

Zařízení a způsobu fyzikálního zpracování odpadu byl udělen dne 22. 8. Zařízení pro fyzikální úpravu materiálů (zejména pevných matric odpadů) koncepčně spočívá v jednotlivém nebo ve vybraném kombinovaném působení vybraných silových polí (mikrovlnné pole, ultrazvuk, UV záření, jiskrový výboj, elektrostatické pole - studená plazma a popř.

Zajištění kombinovaného působení více silových polí na sledovanou matrici je obtížné, neboť komerčně dostupná zařízení jsou většinou konstruovaná pro přesně vy­mezený účel, což brání jejich propojování do sestavy. Sestavení a sladění kombinovaného zařízení pro fyzikální úpravu materiálů z komerčně dostupných generátorů - zdrojů silových působení nebyla možná. V sestavě bylo možné použití jen zdroje UV záření, který byl běžně komerčně dostupný a byl takto převzat a po drobné úpravě použit.

Další jednotlivé generátory silových polí musely být sestavovány individuálně s ohledem pro zamýšlené více­alternativní využití - jednotlivé i kombinované, a to z vhodných elektronických součástek, s ohledem na výkon, výdrž - celkovou dobu použití a cenu apod. Navržené zařízení pro fyzikální úpravu odpadů je sestaveno z jednotlivých generátorů fyzikálních silových polí umístěných v prů­hledném boxu s vetkanou, uzemněnou Faradayovou klecí s otvíracím vstupním - manipulačním otvorem.

Na dně boxu je volně položen podstavec z elektricky nevodivého materiálu, na kterém leží plastová nádoba - vana, pro vložení sledované matrice pro expozici vzorků. Dno nádoby tvoří silná vrstva plastu s velmi vysokým ohmickým odporem. Na dnu nádoby při expozici elektrostatickým polem je volně položena elektricky dobře vodivá kovová mřížka. Nad nádobou je buď vno­řená do vzorku, nebo volně zavěšená nad vzorkem druhá kovová mřížka.

Obě mřížky jsou napojeny elektrickým vodičem na generátor elek­trostatického pole - studené plazmy. Unášecí most s posuvem nese generátor UV záření a generátor jiskrového výboje. Posun mostu je zrealizován elektrickým pohonem s možností změny rychlosti pohybu ve dvou stupních a s pohybem ve dvou směrech (tam a zpět). Expozice elektrickým jiskrovým výbojem je realizována jiskřištěm, které je umístěno na unášecím mostě.

Generátory silových polí mohou pracovat součas­ně, v různých kombinacích následností nebo samostatně. Aktuálně nelze zrealizovat společné působení silového elektrostatického pole - studené plazmy a elektrického jiskrového výboje (nebezpečí poškození elektroniky jiskrovým výbojem).

Zařízení a způsob fyzikálního zpracování odpadu je možno využít samostatně nebo ve vhodné kombinaci s jinými technologiemi a postupy. Použití zařízení je cíleno na snižování obsahu hůře rozložitelných, vysoce škodlivých polutantů, např. na polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs), perzistentní organické látky (POPs), např.

Zařízení bylo laboratorně využíváno pro snižování koncentrace problematických polutantů ve vybraných typech odpadů za účelem jejich znovuvyužití - materiálového (hnojivé nebo rekultivační směsi) a nebo energetického (tvorby tuhých alternativních vícesložkových směsných paliv). Jednalo se např. Při experimentálních pokusech s fokusovaným mikrovlnným polem (MW) byl zjištěn maximální úbytek sumy 15 PAHs 43,92 %, s ultrazvukovým působením nebylo zjištěno prokazatelně snižování obsahu PAHs, s ultrafialovým zářením (UV) byl zjištěn maximální úbytek sumy 15 PAHs 9,92 %, s jiskrovým výbojem byl maximální úbytek sumy 15 PAHs 12,39 %, s působením elektrostatického pole byl maximální úbytek sumy 15 PAHs 45,07 %.

Zajímavých úrovní degradace bylo také dosahováno např. i u AOX, specificky perzistujících PCB, a to při použití kombinovaných fyzikálních technik úpravy odpadů. Výše degradace je mnohdy závislá na dostupných výkonech zařízení. Výkon generátorů jednotlivých silových polí zařízení byl limitován finančními prostředky, které byly k dispozici pro výzkum této oblasti v době řešení projektu.

Působení na odpadní materiály za pomoci výše popsaného zařízení lze vhodně kombinovat s dalšími chemickými nebo biochemickými technologiemi a postupy. Vzorky čistírenských kalů byly podrobeny laboratorním biodegradačním experimentům v prostorách Katedry environmentálního inženýrství VŠB - TUO. Pro biodegradaci byla použita směs bakterií Pseudomonas putida a Rhodococcus sp., které byly získány z České sbírky mikroorganismů působící při Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně.

Část vzorků byla biodegradována bez předúpravy a u dalších byly vzorky před vlastní biodegradací podrobeny fyzikální předúpravě na zařízení pro fyzikální předúpravu v laboratořích VÚV TGM, v. v. i. Vlastní biodegradace probíhaly po dobu maximálně 4 týdnů. Poté byly vzorky zfiltrovány a po citlivém usušení provedeny speciální chemické analýzy.

Vize, projektování a vlastní realizace výstavby zařízení byla limitována finančními prostředky. V současné době se řeší optimalizace a dostavba, a to zejména části zařízení pro fyzikální zpracování odpadů elektrostatickým polem, dále koncepce SW pro měření a regulaci. V této fázi výzkumu a vývoje zařízení se bude jednat o postupnou optimalizaci silové VN části a základní měření s regulací, měření základních jakostních parametrů procesu, měření a regulaci doplňkových parametrů procesu, přenos dat a vizualizace.

Při experimentálních pracích jsou aktuálně využívány vybrané generátory silových polí, a to UV záření, jiskrového výboje, elektrostatické pole - studené plazmy. Podle nejvhodnější a nejperspektivnější receptury připravit vícesložkové směsné alternativní palivo na bázi odpadů. Potřebné množství paliva pro ověřovací spalné zkoušky zhomogenizovat, podle potřeby upravit na granule nebo pelety.

Celý proces znovuvyužití vybraných druhů odpadů (materiálové či energetické) byl pod důkladnou chemickou analytickou kontrolou, toxikologickým a genotoxikologickým sledováním. Probíhající optimalizace - dostavba zařízení spočívá aktuálně v navýšení zdroje VN na 20 kV, zpracování základního měření a regulace.

Zařízení pro fyzikální úpravu materiálů (zejména pevných matric odpadů) koncepčně spočívá v jednotlivém nebo kombinovaném působení vybraných silových polí, a to buď jako samostatná technologie anebo v kombinaci s jinými dalšími. V současné době je zařízení vystavěno jako zkušební laboratorní zařízení, po optimalizaci a dostavbě výhledově i jako zařízení průmyslové.

V současné době probíhá spolupráce s dalšími výzkumnými pracovišti, zejména dislokovanými na vysokých školách, a zkušební testování odpadů v rámci uživatelské optimalizace zařízení. Dále jsou vedena jednání s výrobci zkušebních laboratorních a průmyslových technických zařízení a také s odbornými odpadářskými firmami, zabývajícími se zpracováním vybraných druhů odpadů za účelem dalšího využití či bezpečné likvidace.

Třídění Odpadu v Domácnostech

Podle zákona č. 541/2020 Sb., o odpadech, je každý povinen zbavovat se odpadů předepsaným způsobem. Zákon o odpadech stanovuje povinnost třídění pro domácnosti i firmy a podnikatele. Sklo se vhazuje do zelenobílého DUO kontejneru či popelnic. Třídíme podle barev: barevné sklo do zeleného kontejneru, čiré do bílého.

Bioodpad (biologicky rozložitelný odpad rostlinného původu) pocházející především z kuchyně patří do hnědé popelnice. Patří sem: kuchyňské zbytky (slupky, jádřince, pecky, odřezky ovoce a zeleniny), pokojové rostliny, zemina z květináčů, popel z dřevěného uhlí, kávová sedlina. Nepatří sem: rostliny napadené plísní, živočišné zbytky (maso, kosti, kůže), skořápky od vajíček, mléčné zbytky (sýry, jogurty, mléko), oleje ze smažení, exkrementy, uhynulá zvířata, cigaretové nedopalky. Bioodpad je nutné vyhazovat bez sáčků, i když jsou kompostovatelné.

Zahradní odpad, jako je listí, tráva, spadané ovoce, posekané větve či plevel vkládejte do černých kontejnerů s hnědým víkem o objemu 1100 l. V případě, že tento kontejner nemáte poblíž, prosím odevzdejte zahradní odpad na sběrná střediska odpadu.

Do sběrných středisek odpadu můžete zdarma odložit baterie, zářivky a malé i velké domácí elektrospotřebiče - vše, co lze zapojit do elektrické zásuvky nebo co funguje na baterie. Jedná se výhradně o celé kusy bez vyjmutých částí. Patří sem: elektrozařízení (chladničky, pračky, myčky, sušičky, sporáky, mikrovlnné trouby, vysavače, topinkovače, fény, holicí strojky, televize, rádia, mobilní telefony, počítače, pily, vrtačky, elektrické hračky aj.), baterie, „obyčejné“ žárovky, reflektorové a halogenové žárovky, výbojky, trubicové zářivky (lineární, kruhové), úsporné zářivky, LED žárovky

Nebezpečné odpady nebo obaly jimi znečištěné mají nebezpečné vlastnosti, které mohou ohrozit zdraví lidí a životní prostředí. Patří sem: barvy, kyseliny, zásady, laky, lepidla, rozpouštědla, pesticidy, motorové a jiné minerální oleje, domácí chemikálie a podobně. Nepoužitelná léčiva včetně jejich obalů jsou nebezpečným odpadem.

Produkce a Třídění Komunálních Odpadů

Podle ČSÚ je průměrná produkce komunálních odpadů z obcí cca 350 kg na jednoho obyvatele za jeden rok. Aby průměrná obec v roce 2025 vytřídila 60 % odpadů, musí k materiálovému využití předat 210 kg surovin, odstranit může pouze 140 kg (směsný odpad, objemný odpad, část nebezpečného odpadu).

Z pohledu třídění je v současnosti největším problémem bioodpad, který stále tvoří přibližně 40 % z celkového množství komunálních odpadů, a přitom ho lze jednoduše zpracovat jak v průmyslové kompostárně či bioplynové stanici anebo v domácím kompostéru.

Motivace Obyvatel ke Třídění Odpadu

Důsledné informování o stavu třídění a z nich vyplývajících ekonomických otázek je účinným nástrojem zpětné vazby pro obyvatele. Zapojení principů třídění do jednotlivých akcí (např. třídění na akcích pro veřejnost, pravidelné osvětové aktivity s přímým i nepřímým zapojením tématu třídění a odpadového hospodářství) je další účinný nástroj osvěty.

Třídění odpadů je vlastně docela jednoduché a 73 % obyvatel ČR také proto své odpady již aktivně třídí. Papír a nápojové kartony se odkládají do modrých sběrných nádob (kontejnerů) a pytlů. Sebraný papír z kontejneru slouží jako surovina pro další výrobu. Sběrový papír se při výrobě papíru běžně používá už desítky let. Prakticky v každém papíru, který dnes používáme, je nějaký podíl recyklované suroviny.

Kontejner s papírem se vyprázdní do svozového vozu. Naplněný svozový vůz pak míří na dotřiďovací linku. Tam se papír vyklopí na běžící pás a pracovníci ho ručně dotřiďují: vybírají případné nečistoty a rozdělují sebraný papír na jednotlivé druhy (noviny, časopisy, kartony, atd.). Recyklačních závodů na nápojové kartony u nás existují jen dva typy. Tím nejběžnějším je papírna. Nápojové kartony jsou ze tří čtvrtin tvořeny velmi kvalitním papírem, zpracovávají se v nich tedy stejně jako běžný sběrový papír.

Vytříděný plast putuje ze žlutých kontejnerů na třídící linku, kde se ručně třídí podle jednotlivých druhů. V kontejnerech je pestrá směs různých druhů plastů, z nichž každý má trochu jiné složení, vlastnosti i použití. Čím lepší dotřídění, tím větší je naděje, že se jednotlivé druhy podaří recyklovat na nové výrobky. Z dotříděných plastů recyklací vznikají další užitečné produkty, jako např. dlažba, zahradní nábytek nebo protihlukové stěny u dálnic.

Rozemleté PET jsou přeměňovány na vlákna, ze kterých se pak vyrábějí koberce, textilie nebo teplé výplně spacáků a zimních bund. Takto dostává odpad druhou šanci. Sklo se na rozdíl od jiných složek dotřiďuje ručně pouze v první fázi a v dalších krocích se využívají stroje. Důvodem je potřeba zajištění vysoké čistoty suroviny.

Velmi často se využívají poloautomatické linky, kde se skla téměř nemusí dotknout lidská ruka. Pro dotřídění je výhodné, když je sklo co nejméně rozbité. Moderní dotřiďovací linky dokážou vytřídit nečistoty od skleněných střepů a roztřídit sklo podle barev. Barvu rozpozná laserové čidlo a přesně mířený paprsek vzduchu pak příměs “odfoukne” pryč. Jednodušší a méně nákladné je však rovnou třídit sklo do zeleného a bílého kontejneru. Sklo lze recyklovat stále znova, jeho kvalita se recyklací nemění.

tags: #mikrovlnna #technologie #recyklace #nebezpecny #odpad

Oblíbené příspěvky:

• Život v geologickém čase
• Problémy s recyklací lepicí pásky
• Vodní ekosystém Veltrusy
• Komunální odpad Blovice
• Emise a imise