Recyklace komunálního plastového odpadu: Proces a výzvy

Plastové odpady a jejich neblahý vliv na životní prostředí jsou v současnosti často diskutovaným tématem. Recyklace jakéhokoliv odpadu má ekologický i ekonomický smysl, který spočívá ve využití jeho materiálového a energetického obsahu. Nejefektivnější je recyklace materiálů vyrobených energeticky náročným procesem z obtížně dostupných surovin. V případě polymerních materiálů jsou předpoklady k úspěšné recyklaci podstatně horší. Energetický vklad do výroby polymerů není výrazně vyšší než energetická náročnost jejich recyklace, a proto musí být případ od případu pečlivě váženo, jakým postupem odpadní plasty zhodnotit, aby výsledek ekonomické a ekologické bilance procesu skončil pozitivně.

Naštěstí se všechny polymerní materiály vyznačují vysokým energetickým obsahem daným jejich chemickým složením, a tak vždy zbývá jako poslední možnost jejich zhodnocení energetické. Přes uvedené nepříznivé okolnosti byla do průmyslové praxe úspěšně zavedena řada recyklačních postupů a polymerní materiály jsou recyklovány již desítky let.

Všechny důležité a prakticky užívané názvy jednotlivých druhů plastových odpadů a způsobů jejich zhodnocení jsou jednoznačně definované normou ČSN 64 0003 (Plasty. Zhodnocení plastového odpadu. Názvosloví).

Sběr a třídění plastového odpadu

Uživatelský odpad obyvatelstvo dobrovolně třídí z komunálního odpadu a tvoří ho především použité plastové obaly a plastové výrobky s kratší dobou životnosti. Materiálově sestává ze směsi komoditních plastů (tj. HDPE, LDPE, PP, PET, PS) s převažujícím podílem polyolefinů a malou příměsí konstrukčních plastů (ABS, PA, PBT, PC). Vzhledem k obrovskému objemu uživatelského plastového odpadu má jeho zhodnocení celospolečenský význam, ale zároveň představuje z hlediska technologie recyklace nejsložitější problém.

Prakticky jediným spolehlivým zdrojem informací o objemu produkce plastového odpadu jsou výkazy autorizované společnosti EKO-KOM, a. s. Předpokládejme, že plastový odpad z komunálního sběru tvoří téměř výhradně jednorázové plastové obaly. Zanedbáme tedy ostatní vysloužilé plastové výrobky, kterých je v uživatelském plastovém odpadu odhadem nejvýše několik hmotnostních procent.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Podle výročního shrnutí EKO-KOM bylo na trh v ČR v roce 2018 uvedeno 1 187 087 tun obalů pro jedno použití, z čehož bylo 22 % obalů plastových, tj. 261 159 tun. Ze stejného zdroje vyplývá, že z tohoto množství bylo 67 %, tj. 174 977 tun, recyklováno.

Základním předpokladem pro úspěšnou recyklace jakéhokoliv druhu odpadu je existence vhodného systému jeho sběru a následného dotřídění na dotřiďovacích linkách. V praxi se na dotřiďovacích linkách oba materiály třídí jednak na barevné a čiré fólie (odděleně HDPE a LDPE) a tzv. duté obaly, což je směs PP a HDPE láhví. Oba materiály se navíc vyskytují i v tzv. směsných plastech, které kromě obalů mohou obsahovat i neobalové výrobky.

Třídění plastového odpadu s důrazem na EPS

Třídění plastového odpadu je proces oddělování různých druhů plastů, včetně pěnového polystyrenu (EPS), do správných sběrných nádob a toků recyklace. U pěnového polystyrenu jde hlavně o obaly od spotřebního zboží, ochranné výplně při přepravě, boxy na potraviny, přepravky na ryby a zeleninu, izolační desky ze stavebnictví nebo zbytky z rekonstrukcí.

Správné třídění umožňuje, aby se EPS po sešlápnutí a případném zhutnění mohl znovu zpracovat na nové výrobky, například izolační desky, lehké stavební prvky, obalové materiály nebo regranulát pro další plastové produkty. Pěnový polystyren je velmi lehký, tvořený z více než 98 % vzduchem, a proto má nízkou materiálovou náročnost, výborné tepelněizolační vlastnosti a při přepravě chrání zboží s minimální spotřebou surovin.

Aby se však tyto výhody plně využily, je nutné EPS oddělovat od směsného komunálního odpadu a odevzdávat jej na místech, kde je zajištěn jeho zpětný odběr a recyklace, například ve sběrných dvorech, specializovaných kontejnerech nebo u firem zajišťujících sběr obalů a stavebních zbytků.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Třídění plastového odpadu s důrazem na EPS přináší významné ekologické i ekonomické přínosy. Recyklovaný pěnový polystyren snižuje potřebu primárních surovin, omezuje množství odpadu na skládkách a pomáhá uzavírat materiálový cyklus ve stavebnictví i obalovém průmyslu.

Metody recyklace plastů

Existují různé technologie recyklace. Nejběžnější a nejrozšířenější metoda recyklace plastového odpadu. Využívá mechanické operace, jako je třídění, drcení a tavení, k přeměně odpadu na znovu použitelné materiály, které ovlivňují především fyzickou podobu a velikost plastového odpadu.

Mechanická recyklace

Mechanická recyklace plastů využívá mechanické procesy, díky nimž získáváme plastový recyklát. Jedná se o procesy mletí či drcení plastů, čištění, separace, sušení či regranulace. V případě pevných obalů dochází k drcení a mletí na tzv. flakes, tj. částečky o velikosti cca 10 x 10 mm. U flexibilních obalů je proces trochu složitější. Jelikož je výstup z procesu drcení a mletí příliš lehký a špatně se s ním manipuluje, navazuje na něj proces aglomerace. Ta spočívá ve vhánění plastové drtě do válce pomocí vzduchu, přičemž zde pomocí tření vzniká teplo a drť se „speče“ do malých pevných a nepravidelných kousků, tj. aglomerátu.

Mnohem náročnější je výroba regranulátu, tj. recyklovaného materiálu ve formě granulí o přesně daném složení. Regranuláty mají o něco horší vlastnosti než granuláty, což je standardní forma, v níž jsou dodávány plasty z primárních surovin (např. ropy). Stejně jako v případě flaků a aglomerátu i u regranulátu musí být garantováno jejich materiálové složení a další fyzikálně-chemické parametry. K tomu je nezbytné zbavit původní odpady všech nežádoucích příměsí a nečistot, mezi které řadíme zbytky obsahu, materiály etiket, lepidla, víčka, prachové částice atd.

Pro dosažení kvalitního regranulátu je rovněž zcela zásadní oddělení od sebe jednotlivých polymerů. Přestože jsou si PP a HDPE velmi podobné, ve větším množství se vzájemně kontaminují a zhoršují své vlastnosti.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Další metodou recyklace pevných i flexibilních polyolefinů je tzv. intruze do forem (angl. injection moulding - IM). Tato metoda spočívá ve vtlačování nadrcených plastů do forem, ve kterých se zahřívají na teplotu okolo 200 °C, při níž se taví a získávají nový tvar. Tímto způsobem se vyrábí např.

Chemická recyklace

Chemická recyklace, nazývaná také pokročilá recyklace plastů, označuje několik různých technologií, které přeměňují použité plasty na jejich základní stavební prvky, speciální polymery, suroviny pro nové plasty, paliva, vosky a další cenné produkty. Technologie zvané pyrolýza, plazmatická recyklace či solvolýza jsou považovány za technologie tzv. „chemické recyklace“ v rámci kategorie materiálová recyklace, a vhodně doplňují technologie tzv. „mechanické recyklace“ (výroba nových PET lahví z použitých PET lahví, výroba plastových plotů či střešních tašek z recyklátu apod.).

Mezi základní druhy chemické recyklace patří termochemická recyklace - pyrolýza, plazmatická recyklace - zplyňování plastů a chemická recyklace - solvolýza - rozpouštění chemikáliemi.

Chemická recyklace umožňuje také zpracování komunálních odpadů. Největší výhodou technologie chemické recyklace je možnost recyklace plastů, které jsou v jiných podmínkách jen obtížně recyklovatelné, případně nerecyklovatelné. Týká se to zejména kompozitních materiálů či komunálního odpadu obecně.

Technické řešení termochemické recyklace umožňuje zpracovat široké spektrum odpadních plastů ve směsi, kde výsledkem je kapalný produkt stabilní požadované kvality.

Další výhodou je, že pomocí chemické recyklace je možné zachytit a oddělit tzv. látky vzbuzujících mimořádné obavy, které mohou být přítomny v plastických hmotách na konci životnosti. Látky, které mohou mít velmi závažné dopady na zdraví člověka a životní prostředí, lze identifikovat jako látky vzbuzující mimořádné obavy (SVHC). Jedná se především o látky karcinogenní, mutagenní nebo toxické pro reprodukci, jakož i látky s perzistentními a bioakumulativními vlastnostmi.

Využívá chemické procesy, jimiž se makromolekulární látky, tj. polymery, rozpadají na látky nízkomolekulární, z nichž byly polymery původně vyrobeny. Chemický rozklad polykondenzátů účinkem vybraných nízkomolekulárních látek je souhrnně označován jako chemolýza. Tímto způsobem je možné recyklovat materiály na bázi polyamidů (PA), polyuretanů (PUR) a zvláště pak lineárních polyesterů, např. polyetylentereftalátu (PET) a polybutylentereftalátu (PBT).

Podstatou chemolytického rozkladu je obrácení vratné polykondenzační reakce směrem k odbourávání monomerních jednotek z řetězců polymeru. Chemolýzou polykondenzátu je možné získat buď přímo monomerní, nebo oligomerní produkty vhodné (po nezbytném přečištění) k polykondenzaci nového polymeru.

Biologická recyklace

Biologická recyklace, známá také jako biologický rozklad nebo kompostování, spočívá v použití mikroorganismů k rozložení určitých typů plastů na organickou hmotu.

Pyrolýza

Tepelný rozkladný proces, který přeměňuje plastový odpad na palivo, jako je ropa nebo plyn, v nepřítomnosti kyslíku.

Recyklace PET lahví

Recyklace PET lahví hraje klíčovou roli při snižování plastového odpadu a ochraně životního prostředí. Lidé běžně používají PET (polyethylentereftalát) pro výrobu lahví na nápoje, což z něj činí jeden z nejrozšířenějších plastů. Recyklace PET lahví vyžaduje precizní technologické postupy a důkladnou kontrolu kvality, aby proces fungoval efektivně.

Proces recyklace PET

Pro recyklaci PET lahví existuje řada postupů. Jednou cestou jsou postupy materiálové recyklace opět na materiál pro výrobu nápojových lahví označované jako B2B (bottle-to-bottle). Všechny postupy B2B jsou založeny na důkladném vyčištění suroviny (PET-flakes) a jejím následném zpracování v tavenině tak, aby nedocházelo ke štěpení řetězců PET.

Zde je nezbytné zmínit, že PET na výrobu lahví musí mít poměrně vysokou střední molární hmotnost, tedy dlouhé řetězce, aby z něho vůbec šly použitelné lahve vyrobit. Mechanické vlastnosti PET (platí to i pro všechny ostatní polymery) jsou totiž strmě závislé na molární hmotnosti, a tedy délce řetězců polymeru. PET je silně náchylný k hydrolytickému štěpení řetězců při vysoké teplotě, při níž je v tavenině zpracováván.

Všechny procesy B2B využívají technologický krok, kterým je naopak střední molární hmotnost zpracovávaného PET zvýšena na hodnotu vhodnou pro výrobu lahví. Společným problémem všech postupů B2B jsou vysoké nároky na čistotu vstupní suroviny. Přednostně jsou technologiemi B2B zpracovávány čiré bezbarvé lahve.

Velké objemy PET lahví jsou zpracovávány na vlákna. Plně postačující formou suroviny pro tento způsob recyklace je vytříděná a dobře vypraná drť odpadního PET. Tímto postupem je možné získat střiž v kvalitě vyhovující i pro textilní zpracování na oděvy.

Největší množství odpadního PET se však zpracovává na technické textilie, zvláště pak na ty netkané, a na vláknité výplně nacházejí poměrně široké uplatnění jako čalounický materiál. Tyto výrobky se ve velké míře uplatňují ve vnitřní výbavě automobilů.

Zpracování směsí plastů

Zpracování zbývající směsi plastů po vytřídění PET lahví a PE fólií je obtížnější. Recyklace polymerních směsí prostým míšením jejich taveniny nevede k požadovaným užitným vlastnostem výsledného materiálu. Termodynamicky podmíněná nemísitelnost naprosté většiny polymerů se projevuje separační tendencí polymerních složek směsi, což vede k hrubé fázové struktuře a nedobré adhezi mezi jednotlivými fázovými útvary. Výsledkem je pak špatná soudržnost materiálu, a tedy i nevyhovující mechanické vlastnosti. Degradativní změny polymerů navíc negativně ovlivňují vlastnosti výsledného recyklátu.

Mechanické a estetické vlastnosti recyklátu směsi plastů významně omezují rozsah jeho aplikací na masivní dílce, které nahrazují dřevo nebo beton a nacházejí uplatnění především v pozemním, dopravním a vodním stavitelství a v zemědělství. V angličtině jsou tyto výrobky označovány jako „plastics lumber“, tedy doslova „plastové řezivo“.

Využití recyklovaného HDPE a PP

Podle organizace Plastics Europe Recyclers (PRE) tvořila v roce 2019 instalovaná recyklační kapacita pro PE (HDPE a LDPE) a PP bezmála polovinu z celkové instalované recyklační kapacity všech polymerů v EU28.

Odvětví, v nichž se uplatňují recykláty z pevných polyolefinů (rHDPE a rPP) jsou v podstatě tytéž jako u primárních polymerů. Odlišují se však mírou aplikace. Recyklovaný HDPE nachází největší uplatnění ve výrobě trubek a rour, a to především z toho důvodu, že zde není kladem důraz na barvu a zápach, resp. vůně, kterou si recyklát uchovává ze svého primárního použití, není překážkou.

Recyklát z PP se v automobilovém průmyslu používá k výrobě produktů technikou vstřikování. Dále se poměrně hojně uplatňuje v elektronice a elektrotechnice. Po obou materiálech vzrůstá rovněž poptávka v obalovém průmyslu. Používají se zejména na výrobu přepravních obalů a obalů, které nejsou ve styku s potravinami. Zde můžeme v některých případech hovořit o tzv. uzavřené recyklační smyčce, což znamená, že je odpadní produkt použit k výrobě totožného výrobku.

V případě recyklátu z flexibilního polyethylenu je situace obdobná jako u pevného, s tím rozdílem, že procentuální rozložení mezi jednotlivými oblastmi aplikace je více méně stejné. Více než polovina recyklátu připadá na výrobu různých druhů fólií, které nepřichází do styku s potravinami (non-food contact), čtvrtina je použita k výrobě pytlů a sáčků a přibližně desetina putuje ve formě fólií do zemědělství. Míra využití recyklátů je však v porovnání s pevnými polyolefiny výrazně vyšší. V některých oblastech značně převyšuje i padesát procent. Nejvíce jsou recykláty upřednostňovány ve výrobě odnosných tašek, kde je primární materiál zastoupen méně než z 10 %. Téměř 70 % recyklátu je používáno rovněž ve výrobě odpadkových pytlů a sáčků a bezmála 60 % k výrobě stavebních fólií.

Většímu využití recyklátů z PE a PP k výrobě obalů přicházejících do styku s potravinami brání absence dokumentu upravujícího kritéria hodnocení jejich bezpečnosti. Veškeré recyklované polymery, které mohou přijít do styku s potravinami, musí být posouzeny z hlediska bezpečnosti Evropským úřadem pro bezpečnost potravin (EFSA). Doposud však EFSA vydala dokument s hodnotícími kritérii pouze pro polyethylentereftalát (PET).

Největší překážkou při využívání recyklátů je odlišnost jejich fyzikálních parametrů (např. viskozita, index toku taveniny nebo vizuální vlastnosti) oproti primárním materiálům. Rozdíly jsou způsobeny tím, že recyklát je sice směs jednoho druhu polymeru, avšak zpracovaného různými způsoby. Jednotlivé části směsi tak například obsahují různá aditiva, neboli přísady, které se přidávají do plastů ke zlepšení jejich vlastností (jsou jimi např. změkčovadla, stabilizátory, pigmenty, plniva nebo retardéry hoření). Problém spočívá v obtížnosti určování jejich přítomnosti a množství, a tudíž i vlastností a chování této směsi ve výrobních technologiích.

Dalším omezením využívání recyklátů je jejich dostupné množstvím na trhu. To je v nemalé míře ovlivněno výtěžností těchto polymerů v rámci sběrné sítě.

Překážky recyklace a možnosti podpory

Zásadní překážky pro realizaci recyklace plastových odpadů lze rozdělit na ekonomické a ostatní. Ekonomika recyklačních provozů závisí na tržní ceně finálního produktu. Pokud se výrobní náklady na recyklaci blíží ceně produktu, je ekonomicky odpovědné na recyklaci zapomenout.

Ekonomické a legislativní překážky

Největší překážkou výstavby a provozu nových technologických zařízení pro recyklaci plastů je však příslušná legislativa jak na úrovni České republiky, tak na úrovni Evropské unie. Smrtící je pro realizaci nových postupů recyklace plastů kombinace platných zákonných omezení a povinností a pověstného „výkonu“ české státní správy.

Splnění všech povinností nezbytných pro povolení výstavby technologické jednotky zabere celá léta a výjimkou není ani desetiletý proces, který nadto často končí zamítnutím. Pracně získaným povolením výstavby a samotnou realizací recyklačního závodu však martyrium podnikatele nekončí.

Recyklační provoz je dále stíhán kontrolami ze strany státní správy, které se zaměřují na dodržování všech možných předpisů stran odpadů, dodržování emisních limitů, hygienických a bezpečnostních předpisů. Zvláště aktivně si pak při likvidaci podniků zaměřených na recyklaci plastů počínají „zelená“ občanská sdružení, která zásobují orgány státní správy hojnými stížnostmi.

Žádnou podporu nenachází podnikání v recyklaci ani u místní samosprávy, které je naopak takový závod v katastru obce trnem v oku. Všechna tato tvrzení lze podložit konkrétními případy.

Jak podpořit recyklaci plastů?

• Sestavte celý obal tak, aby byl z jednoho druhu materiálu. Tedy celý z papíru nebo celý z jednoho druhu plastu např. HDPE.
• Pokud používáte plastové obaly, preferujte materiály, u kterých je recyklace snadná.
• Doporučujeme připravit si jednoduchou informaci, jak nakládat s odpadem vzniklým z obalu.

Co se stane, když nelze plasty recyklovat?

Odpady, které nelze vrátit zpět do oběhu se zpracovávají na tuhé alternativní paliva. Má tuhou konzistenci, je nadrceno na požadovanou velikost a je určeno k energetickému využití při výrobě cementu a zužitkování v zařízeních pro spoluspalování jako náhrada fosilních paliv. Při výrobě TAP může být využíván právě i výmět plastového odpadu z třídicích linek, tedy odpad, který nelze zpracovat mechanickou recyklací a vrátit jej zpět do oběhu v podobě nového produktu.

Využití formou TAP je efektivnější řešení, než kdyby byl odpad uložen na skládku.

Recyklační kapacity v EU

Graf znázorňuje recyklační kapacitu plastů v EU v roce 2019. Největší recyklační kapacity v Evropě mají k dispozici Německo, Itálie a Španělsko.

Rozdělení recyklačních kapacit podle druhu jednotlivých plastů v zemích EU v roce 2019.

Podle údajů z roku 2022 se v Evropské unii recykluje šestačtyřicet procent plastových obalů, Česká republika je na tom lépe - s pětapadesáti procenty se dělí s Německem o druhé místo.

tags: #recyklace #komunalniho #plastoveho #odpadu #proces

Oblíbené příspěvky:

• Rozměry a specifikace Koral košů
• Definice stupňů ohrožení státu v ČR
• Proč používat ekologické prostředky?
• Budoucnost české krajiny
• Definice biokoridorů