Recyklace průmyslových strojů: Postupy a technologie

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. 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.

Abychom zjistili, které odpady jsou vhodné pro recyklaci, zda pro ně máme vyhovující technologie a zda jsou produkty vzniklé jejich zpracováním žádané na trhu, musíme se na různé druhy průmyslových odpadů podívat komplexně. Stále platí, že nejlepší odpad je ten, který nevznikne.

Druhy odpadů a jejich recyklace

V ČR nejvíce produkujeme stavební a demoliční odpady (SDO) a zeminu. Recyklace SDO je řešena ve vyhlášce o podrobnostech nakládání s odpady v § 83, zatím ale dočasně do konce letošního roku. Velký problém je přitom se zeminou, pokud není v režimu „vedlejšího produktu“. Její využití v režimu odpadu k zasypávání je omezeno velmi malou kapacitou takových zařízení. V současné době čekáme, jak se situace změní s plánovaným vydáním vyhlášky, která má řešit nakládání se zeminou a SDO.

Další velice zajímavou skupinou odpadů jsou plasty, jejichž technologie zpracování jsou relativně složitější - čištění, třídění, regranulace. Jejich vyvedení z režimu odpadu by mělo probíhat podle výrobkových norem, ale zároveň se musí brát v úvahu i plánované materiálové využití recyklátů, aby byla stanovena požadovaná minimální kvalita recyklátu; jiná kvalita bude např. pro automobilový průmysl, jiná pro obaly apod. Dále se u plastů posuzuje nutnost registrace látky podle evropského nařízení o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek REACH (pokud neznáme původ primární látky).

Velkým tématem jsou i textilní odpady, jejichž zpracování (jiné než opakované použití např. jako oblečení) je náročné na kvalitu vstupní suroviny a důležité je proto jejich správné vytřídění. Potom se z nich dají vyrobit například netkané textilie.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Historicky není problém s kovy, které se bez větších problémů sbírají v „kovošrotech“ a následně zpracovávají. Obdobné je to se sběrem papíru, oleje, obecně s tradičně vykupovanými surovinami.

Pro recyklaci je přitom vždy klíčové, zda je produktivní a zisková, bez dotací, bez podpory státu a zda je pro materiál odbyt. Podívejme se na jednotlivé technologie zpracování odpadů. Ty jsou definovány v zákoně o odpadech v příloze č. 2, katalogu činností:

• mechanické úpravy - demontáž, drcení, dělení, třídění, lisování odpadů
• biologické úpravy - biodegradace, bioplynové stanice, kompostování
• chemické, fyzikálně-chemické úpravy - biodegradace, stabilizace, solidifikace, deemulgace, regenerace kyselin a zásad, rozpouštědel
• termické úpravy - tavení skla, kovů, natavování plastů (pro regranulaci)

Příklady recyklačních technologií

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. Která část je ze získaných odpadů zisková? 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.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

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. Plasty a ostatní oddělené odpady jsou využity obvykle na výrobu TAP nebo energeticky.

Závěry a doporučení

Z uvedených příkladů vyplývá:

• Recyklace se vyplatí ve chvíli, kdy je vstupující odpadní surovina jednodruhová a ve větších objemech (kovy, papír, plasty apod.).
• Recyklace se vyplatí, pokud získaná složka je dostatečně cenná (elektroodpady - drahé kovy).
• Recyklace se vyplatí tam, kde výsledek vede k náhradě primární suroviny (např. textilie, které lze zpracovat v takové ceně a kvalitě, aby konkurovala primární surovině).

Zároveň bohužel často platí, že nejdražší výrobek je z recyklátu, protože celý proces od získání odpadu, jeho přepravy, zpracování, třídění a další úpravy končí zjištěním, že sekundární surovina je kvalitativně horší a dražší než primární. Procesní postupy jsou také často nákladnější než výroba primárních surovin.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

A nakonec je problém najít využití pro vytříděné odpady, jejichž část končí ve spalovnách; těch však není dostatek a jejich provozovatelé některý z těchto vytříděných odpadů ani nechtějí. Cementárny kvůli kontaminaci výrobků, spalovny kvůli nevyhovující výhřevnosti.

Recyklace odpadů, jakkoliv je nastavena legislativou - povinnost třídit, využívat odpady, zákaz skládkování, je odkázána na vyváženost mezi potřebou původce, kterému takový odpad k recyklaci vznikl, a na druhé straně kapacitou zpracovatelů odpadů na výrobek nebo surovinu. Ti zpracují odpad pouze ve chvíli, kdy mají jistotu, že je pro vyrobený materiál odběratel, tj. někdo, kdo z těchto surovin vyrobí finální výrobky. Pokud tento tok materiálu není, potom přichází zástupné procesy a technologie, které mohou být využitím (ale nemusí) - spalovny, a poslední v hierarchii je potom odstranění - skládky.

V České republice v současné době není dostatek finálních zpracovatelských technologií a především využití recyklovaných surovin ve výrobě resp. tak, aby to bylo ekonomicky rozumné.

Jako příklad lze uvést stavební procesy. Stále vzniká výrazně více odpadů, než je možné vrátit do staveb. Tuto situaci může ovlivnit pouze stát a to:

• legislativně, restriktivně při výstavbě nových projektů a povinnosti použít x % recyklovaných materiálů,
• nebo vyvedením materiálů z režimu odpadů, například zeminy,
• osvětou, když budou projektanti sami aktivně navrhovat do svých staveb recyklované materiály.

Další příklad jsou vytříděné komunální odpady, kde z plastů odchází až 70 % vytříděné složky na spalovnu, protože je neumíme materiálově využít. Přitom je tato složka pro spalování problematická kvůli vysoké výhřevnosti, která způsobuje technologické problémy ve spalovnách.

Další ukázkou jsou textilie, kde kapacita zpracování je zatím lehce nad 30 % celkového vzniklého odpadu. Zbytek je vyvážen z ČR, nebo odstraněn na spalovnách.

Stát nastavil podmínky využití pro složky komunálních odpadů, určil procento jejich sběru (vytřídění) a využití. Nastavil tedy kvóty pro plnění této povinnosti, jejich využití však nezajistil. Stát nevlastní technologie ani pro úpravu odpadů, ani pro finální využití.

Dalšími zákonnými podmínkami nastavuje povinnosti i pro firmy a opět nezajistí podmínky pro jejich snadnější využití, když už ne technologické, tak alespoň legislativní.

Pokusme se tedy na závěr zamyslet, jak by oběhové hospodářství mohlo fungovat lépe.

V první řadě pomůže legislativní jistota. Musí být vydány právní předpisy s trvalou účinností, v tomto případě vyhlášky pro nakládání s odpady a jejich zpracování na výrobky. Tyto předpisy by měly být dostatečně srozumitelné.

Také by mělo být jasné, jaké parametry musí mít výrobek vzniklý vyvedením z odpadového režimu.

Dále musí být dostupné technologie, nejen z hlediska vědeckého vývoje, ale také fyzicky vybudované a fungující. Některé jsou relativně jednoduché, jiné vysoce sofistikované a drahé.

S vývojem technologií je spojena i spoluúčast státu například formou dotací.

Investice a jejich zajištění jsou jednou z nejdůležitějších částí pro zajištění procesu zpracování. Stát přitom stále výrazně dotuje třídění, domácí kompostování a podobné „vedlejší“ aktivity místo velkých investic do zásadních technologií.

S novými technologiemi je bohužel spojeno často velmi složité zajištění povolení k provozu takového zařízení. Ve většině případů se bude jednat o technologie, které díky své plánované kapacitě vyžadují posouzení dle EIA. Není takový problém zpracovat dokumentaci, je složité přesvědčit úřad, ale ještě spíše veřejnost a orgány státní správy na uvedeném území, kde by měla být technologie provozována. Znalý a zkušený úředník je v takovém případě neocenitelnou pomocí.

Příklady společností v oblasti recyklace

RPG Recycling, česká společnost a vlajkový člen skupiny REC Group, přetváří vyřazené pneumatiky na cennou surovinu pro moderní infrastrukturu, sport, stavebnictví a další odvětví. Provozy RPG pokrývají celý životní cyklus odpadních pneumatik - od sběru přes drcení až po výrobu finálních produktů. Společnost RPG Recycling, členská společnost České asociace odpadového hospodářství, patří k významným subjektům v oblasti recyklace pneumatik a zpracování pryžového odpadu v České republice.

Provoz RPG Recycling disponuje vozovým parkem, linkami ELDAN, granulátory, drtiči a řezačkami pro standardní i nadrozměrné pneumatiky. Základem je manuální třídění pneumatik z českého a slovenského trhu, které zajišťuje konzistentní kvalitu vstupní suroviny. Hlavním výstupem je gumový granulát, využívaný pro výrobu průmyslových a stavebních panelů, které nachází uplatnění například jako podkladové vrstvy sportovišť či protihlukové prvky.

Vedle gumového granulátu jsou dalším produktem ocelová vlákna využívaná v hutnictví a textilní vlákna, která se využívají energeticky. Sesterská společnost Gelpo posouvá recyklované materiály ještě dál. Zpracovává granulát do finálních výrobků a vyrábí antivibrační panely pro stavebnictví, protihlukové bariéry využívané v dopravě a odolné povrchy sportovišť. Principy udržitelného hospodářství a ekonomiky jdou napříč celou skupinou REC Group a promítají se i do dalších činností.

RPG Recycling uplatňuje systém řízení kvality, který zahrnuje kontrolu vstupních i výstupních materiálů. Každodenní kontrola kvality se zaměřuje na čistotu, hustotu a strukturu materiálu. V rámci rozšiřování kapacit připravuje v současnosti RPG Recycling druhou recyklační linku, která zvýší kapacitu a zlepší kvalitu výstupů.

Recyklace pneumatik je významným nástrojem snižování závislosti na primárních surovinách, jako je nový kaučuk, a zároveň omezuje množství odpadů končících na skládkách, či ve spalovnách. Skupina využívá také vlastní fotovoltaické elektrárny, které snižují emise CO? o cca 555 tun ročně, což odpovídá výsadbě více než 37 000 stromů.

Skupina REC Group úzce spolupracuje s orgány ochrany životního prostředí i výzkumnými institucemi, například v rámci odborných skupin ETRMA (European Tyre & Rubber Manufacturers Association), EURIC (European Recycling Industries' Confederation) či ESTC (European Synthetic Turf Council).

Za hlavní překážku považuje RPG vysoké energetické náklady. Ty částečně snižuje vlastní výrobou elektřiny ze solárních panelů, čímž pokrývá asi 10 % spotřeby. Problémem je také absence jednotných standardů pro výrobky z recyklované pryže a nedostatečná podpora trhu s koncovými výrobky ze sekundárních materiálů.

Do budoucna firma sází na expanzi a inovace - navýšení kapacity výroby granulátu, rozšíření spektra produktů a jejich uplatnění na nových trzích (společně s Gelpo). Součástí je i dialog s výrobci pneumatik o postupném zavádění recyklované gumy a pyrolytických produktů zpět do výroby pneumatik v gumárenském průmyslu.

Recyklace chladicích kapalin

Zatímco motorové oleje byly donedávna povinnou položkou, která se musela při podnikání na automobilovém trhu sbírat a likvidovat, zůstávají nemrznoucí směsi do chlazení stranou zájmu odpadového hospodářství a běžně „se ztrácejí“ při provozu nebo jsou vědomě po velkém naředění vodou vypouštěny do kanalizace.

Pouze méně jak 5 % glykolu každoročně uvedeného na český trh nachází svůj legální osud ve spalovnách nebo ve fyzikálně-chemické úpravě na ČOV. Zbytek odpadů oficiálně neexistuje.

V Evropě se ročně prodá okolo 450 000 tun koncentrovaných chladicích kapalin, přičemž polovina z tohoto množství připadá na osobní automobily a přibližně desetina pak je použita pro první plnění nově vyrobených vozů.

Pro Českou republiku nejsou tak přesná čísla k dispozici, ale odhaduje se, že ročně se na českém trhu prodá okolo 10 mil. litrů nemrznoucích směsí do chladičů, ačkoliv od doby výpočtu tohoto množství již uběhla dvě desetiletí.

Protože pro efektivnější přenos tepla či chladu v případě nemrznoucích směsí je nutné využít možnosti naředění vodou (na 33 až 50% roztok), celkový objem tekutiny, jejíž likvidaci je nutné ročně řešit, tak dosahuje až k 30 mil.

Uvedené množství platí za velmi zjednodušeného předpokladu, že stejné množství chladicí kapaliny, které se ročně prodá, se musí i zlikvidovat. Koloběh nemrznoucí tekutiny má však ve skutečnosti asi pětileté zdržení. Obvyklá výměnná lhůta ve vozidlech je 5 let (u starších vozů a nákladní techniky (autobusů) 2-3 roky), v otopných systémech pak činí obvykle 5-10 let.

V silném kontrastu s informacemi uvedenými výše jsou pak data z databáze ISPOP Ministerstva životního prostředí, podle nichž se za posledních sedm let množství použitých chladicích kapalin (kód odpadů 16 01 14 N a 16 01 15 [4]) předané producenty k odborné likvidaci každoročně pohybuje v průměru okolo pouhých 1 000 tis. litrů! [5] Je ovšem nutné zdůraznit, že uvedená čísla představují výhradně vodné roztoky glykolů.

Aktuálně se cca 300 tun ročně u nás likviduje spalováním, k čemuž je nutný, vzhledem k nehořlavosti vodného roztoku glykolu (již od cca 10 % obsahu vody), přídavek drahého paliva. O trochu větší množství (cca 500 tun) se alternativně po velkém naředění vodou likviduje na ČOV, což se dle zákona o odpadech nazývá eufemisticky fyzikálně-chemická úprava.

Současné možnosti recyklace použitých chladicích kapalin (viz Obr. 1.) na bázi glykolů jsou velmi široké. Alespoň orientační přehled je uveden v odborných článcích [6, 8, 9]. V první variantě můžeme získat glykoly v téměř bezvodém stavu, navíc vícesytné alkoholy budou rozděleny dle svého bodu varu na jednotlivé chemické složky. První typy technik jsou díky obrovské spotřebě energie a tím pádem vysokým provozním, ale i investičním nákladům při současné ceně ropy a energií bez vnější dotace nebo direktivního zásahu legislativy ekonomicky nenávratné.

Naproti tomu druhé způsoby regenerace znemožňují díky přítomnosti vody další využití glykolu, např. pro výrobu PET obalů. Zároveň směsi alkoholů různých typů ve velkém naředění vodou omezují využití tohoto mixu glykolů pro výrobu nových jednodruhových chladicích kapalin v koncentrovaném stavu.

Firma MemBrain, s.r.o., Stráž pod Ralskem s odbornou podporou firmy CLASSIC Oil, s.r.o. vyvinula technologii, která kombinuje několik různých procesů a přitom zavádí pár nových kroků. Recyklace MEG začíná hrubou sedimentací a filtrací sloužící k odstranění větších nečistot a olejů. Následuje koagulace, která eliminuje železo a další koloidy. K odstranění zbylých barviv a olejů slouží adsorpce na aktivním uhlí následovaná jemnou filtrací zbytků aktivního uhlí. Posledním a nejdůležitějším krokem, je pak elektrodialýza odstraňující anorganické a organické soli, viz Obr. 2.

Použitá technologie umožňuje využití kapalin za zenitem životnosti z topných systémů budov, solárních okruhů nebo tepelných čerpadel a samozřejmě také z tekutin chladicích systémů osobních nebo nákladních vozidel a autobusů (Obr. 1). Výsledkem je vždy přečištěný glykol, který vyhovuje normě ASTM D6471-10 pro kvalitu recyklovaného glykolu. [10] Kvalita recyklátu je také pravidelně ověřována na plynovém chromatografu (Obr. 3.

Recyklační linka (Obr. 4) byla instalována začátkem roku 2017, povolení získala po téměř dvouletém martýriu na podzim téhož roku. V současnosti má díky vazbám výrobce na koncové zákazníky dostatek suroviny pro svoje přežití. Bojuje však s některými překvapivými praktikami v odpadovém hospodářství na českém trhu.

tags: #recyklace #průmyslových #strojů #postupy

Oblíbené příspěvky:

• Pravidla pro nakládání s odpady
• Třídění odpadu ve Veliké Vsi
• Brána do fascinující krajiny
• Proces vzniku glukózy
• Současný stav reformy