Recyklace Technologických Médií: Postupy a Vývoj

Jednotlivé druhy odpadů se postupně stávají zdrojem druhotných surovin pro průmyslovou výrobu. Nutným požadavkem zůstává pokles nároků na primární surovinové zdroje, což lze při současném objemu produkce zajistit pouze postupným zaváděním „rozumných“ technologií jakož i důslednou separací a recyklací využitelných surovin. Slovo recyklace vzniklo v angličtině a znamená opětné využití, opětné zpracování. Odpady se tedy zpracovávají a používají pro jiný účel. Přitom vznikají nové produkty a náhradní paliva. Zcela podle hesla „udělej ze starého nové“!

Světová populace roste a roste i světová prosperita, což se v neposlední řadě projevuje i spotřebitelským chováním lidí. Současně čelíme výzvě zvyšujících se emisí skleníkových plynů a rostoucího znečištění vody v důsledku průmyslového odpadu a odpadu z domácností. Všichni musíme přispět svým dílem k tomu, abychom zabránili globálnímu oteplování a nešetrnému odhazování odpadků. Kouzelným slovem je "udržitelnost". Znamená šetrné využívání zdrojů a odpovědnost vůči lidem i přírodě.

Plastové odpady a jejich neblahý vliv na životní prostředí jsou poslední dobou námětem mnoha populárních i populárně-naučných článků tištěných i elektronických periodik. Charakteristickou nectností většiny publikací na toto téma je vedle pomíjení skutečného stavu věcí i libovolné nakládání s terminologií, které mate čtenáře. Zcela obecně platí, že ekologický i ekonomický smysl recyklace jakéhokoliv odpadu tkví ve využití jeho materiálového a energetického obsahu.

Recyklace Plastů

Materiál, bez kterého si dnes už neumíme představit každodenní život, nejen v civilní i průmyslové sféře, jsou plastické látky. V uplynulém století dosáhly z materiálů největší dynamiku růstu výroby i spotřeby plasty. Základní masové typy plastů jako polyethylen (PE), polypropylen (PP), polyvinylchlorid (PVC) a polystyren (PS) postupně rozšiřovaly své aplikace.

Širokospektrální mnohostranné využití plastů vytváří jednak značný tlak na dostatečné surovinové zdroje a naopak po využití vzniklé odpady vytvářejí značný kvantitativní a kvalitativní problém jak dlouhověký materiál zneškodnit, popřípadě opětovně využít. Plastový odpad se může dále zpracovávat, nebo recyklovat v závislosti na složení jak běžnými plastikářskými technologiemi, tak i speciálními recyklačními technologiemi.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Obecně platí zásada, čím je požadovaná vyšší kvalita výrobku, tím by měl být odpad lépe upraven. Čím více se má plastový odpad přibližovat charakteristice plnohodnotné druhotné suroviny, tím více se musí odpad upravovat. Před vlastním zpracováním, recyklací se musí plastový odpad převést do zpracovatelné podoby.

Metody Recyklace Plastů

Rozeznáváme tři základní skupiny plastů: termoplasty, duroplasty, elastomery. Recyklovat však lze zejména první skupinu plastů. Směs plastových odpadů různého druhu zhoršuje kvalitu výsledného produktu, a proto takto recyklované produkty mají pouze podřadnější použití. Z takového odpadu se vyrábějí podpůrné sloupy na upevnění dopravních značek a révy, případně se taková drť přidává do povrchů silnic. Plasty lze recyklovat pyrolýzou (termickým rozkladem), chemicky (hydrolytickou degradací ve vodním prostředí nebo v prostředí vyšších alkoholů) a mechanicky. Pyrolýzou se získávají paliva, rozpouštědla a jiné recyklovatelné produkty.

Fyzikální Recyklace

Je to proces, při kterém se z plastového odpadu získává výrobek, během něhož neprobíhá chemická reakce recyklovaného materiálu. V současnosti téměř bezvýhradně převažují mechanické technologie. Plastový odpad je přiváděn do taveniny nebo viskózně elastického stavu tvarovaný a pak ochlazený.

1. Primární mechanická recyklace: Při primární mechanické recyklaci se z jedno druhového plastového odpadu získává výrobek stejné či podobné kvality, jako měl původní materiál či recyklovaný výrobek. Recyklovaný materiál stačí převážně nadrtit na přiměřeně jemnou frakci a následně ji míchat s čistým poprvé zpracovaným plastem vstupujícím do zpracování.
2. Sekundární mechanická recyklace: Pod sekundární mechanickou recyklací plastového odpadu rozumíme proces, ve kterém se získá materiál nebo výrobek, jehož vlastnosti jsou odlišné od původního materiálu nebo výrobku. Postup lze využít při zpracování některých typů směsných plastových odpadů, kompozitních výrobků a méně kvalitních průmyslových a technologických plastových odpadů.
3. Fyzikální postupy: Fyzikální postupy založené například na rozpouštění se používají v případech, kdy je plastový odpad znečištěný cizorodými těžko odstranitelnými příměsemi, nebo jde o směsné plastové odpady s příměsemi plastů, které nelze odstranit běžnými jednoduchými postupy.

Chemická Recyklace

Chemická recyklace plastových odpadů využívá technologické postupy, při nichž probíhají chemické reakce. V průběhu procesu chemické recyklace jsou plastové odpady podrobovány působení zvýšené teploty, a to buď v přítomnosti, či nepřítomnosti kyslíku, případně za přídavku vodíku. Makromolekulární látky se štěpí na nízkomolekulární sloučeniny s jednoduššími řetězci často podobné ropným frakcím. Tepelné krakování plastového odpadu se provádí hydrogenací, pyrolýzou nebo zplyňováním. Získané uhlovodíky jsou nejčastěji využívány jako surovina v petrochemickém průmyslu. Recyklace směsného plastového odpadu pro účinné zpracování jsou vhodné technologie intruze, tzv. vtlačování do formy. Vyrábějí se takto tlustostěnné výrobky jako tyče, desky a profily, z nichž se vyrábějí hotové výrobky.

Recyklace Jedno Druhových Plastových Odpadů

• Polyethylen: Často stačí PE odpad nadrtíme na drť, kterou lze znovu zpracovávat na běžných vstřikovacích strojích pro nové výrobky.
• Polypropylen: Zpracovává se podobně jako PE, jeho zastoupení v odpadech však bývá ve srovnání s PE několikanásobně níže.
• Polystyren: Pěnový PS je dobře rozeznatelný od jiných plastových odpadů, recykluje se většinou na technické výrobky, např. panely na zateplování.
• Polyvinylchlorid: V současnosti se zhruba 50 % PVC odpadních plastů recykluje na zajímavé produkty jako jsou trubky, okna, podlahoviny, střešní krytiny, kabely.
• PET: Základní surovinou nejrozšířenějších plastových lahví je polyetylentereftalát, který je nejrozšířenějším polymerem z polyesterových polymerů.

Využití Plastových Recyklátů

Recyklované plasty mohou být použitelné v oblasti výstavby dálnic a v železniční dopravě. V současnosti jsou rozpracovány i další možnosti využití plastových odpadů a to hlavně pro výrobu nosných sloupků pro dopravní značky, sněhové zábrany, výbavu odpočívadel a parkovišť jako jsou stoly, lavice, popelnice, protihlukové bariéry apod. Další návrhy směřují pro aplikace směsných plastových odpadů na profily pro výztuhu a ochranu podzemních chodeb. Ačkoliv aplikace je původně určena pro oblast hornictví, může se najít uplatnění i při budování tunelů a průzkumných chodeb.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Získávání Energie z Plastů

Odpadní plasty, které se nedají transformovat přes klasické recyklační postupy, je možné zhodnotit alespoň energeticky. Spalování odpadních plastů s cílem získat energii, která by jinak musela být získána z jiných neobnovitelných zdrojů, můžeme též tedy považovat za druh recyklačního procesu. Plasty jsou snadno spalitelné běžně při teplotách kolem 900° C a mají ve srovnání s ostatními palivy vysoký energetický obsah.

Díky poměrně vysokým hodnotám výhřevnosti polymerů (PE 43,3 MJ/kg; PP 44 MJ/kg; PVC 18-26 MJ/kg; PS 44 MJ/kg; PET 23MJ/kg; PA 30 MJ/kg) lze odpad z plastů využívat jako hodnotné zdroje energie. Energetické využití se uplatní hlavně v cementářských pecích, železárnách a ve speciálních spalovnách organického odpadu vybavených čističi spalin.

PVC má podobnou výhřevnost jako dřevo či papír, ale produkuje podstatně méně oxidu uhličitého na 1kg materiálu, který vzniká při spalování klasických materiálů, jako jsou olej, dřevo nebo uhlí. Významný je však výskyt chlóru a vznik sloučenin chlóru a dioxinů jako zplodin hoření při spalování. Při spalování sloučenin obsahujících chlor mohou vznikat dioxiny. Moderní spalovny odpadů musí mít vybudovanou vysokoteplotní sekci, která vznik dioxinů minimalizuje, případně zachycuje v tzv.

Třídění Plastového Odpadu

Obecně jsou technologie materiálového využití plastového odpadu založeny na vyčištění odpadu od mechanických nečistot tzv. praním, odseparováním nežádoucích příměsí, oddělení jednotlivých druhů plastu obsažených v odpadech, vysušení materiálu a v následném zhodnocení ve formě plastového polotovaru určeného k výrobě nových výrobků. Všechny tyto operace seřazeny do technologické separační linky vyžadují, aby do nich vstupoval vytříděný plastový odpad. Třídicí dopravníkový pás má v procesu materiálového využití plastových odpadů nezastupitelné postavení pro mechanické oddělení jednotlivých složek odpadu, rozdělení odpadů a homogenizování velikosti částic odpadu.

Hospodářský význam hospodaření s odpadními plasty a jejich využití jako druhotných surovin spočívá zejména v obohacování domácí surovinové základny. Stupeň využitelnosti druhotných surovin a jejich podíl na celkové produkci je zároveň významným měřítkem průmyslové, technické a vědeckovýzkumné vyspělosti země.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Recyklace Papíru

Článek provází čtenáře-laika jednotlivými kroky při recyklaci papíru (rozvláknění suroviny, operace hrubého třídění, deinking procesy, zesvětlování a bělení). Posuzuje postupy a chemikálie, jež se v technologii používají, z hlediska ochrany životního prostředí. Zmiňuje problém odpadů a čištění odpadních vod, hledá odpověď na otázku, co se zahuštěným kalem.

Při recyklaci papíru je potřeba vzít v potaz kvalitu dodávané suroviny. Tou můžou být například odřezky z tiskáren, kde jedinými nečistotami jsou barvy známého složení, prach, písek, případně sponky. Surovinou ovšem může být i papír ze sběrny surovin, či dokonce z kontejneru na papír. Pro papírnu bude přirozeně náročnější zpracovat druhou surovinu. Prvním krokem je namočení vstupní suroviny a její následné rozvláknění. To se děje v nádrži opatřené míchadlem. Obvykle se jedná o čistě o mechanickou záležitost. Jen občas se přidává malé množství hydroxidu sodného (NaOH), který usnadní rozvlákňování.

Po rozvláknění nadcházejí operace hrubého třídění. Již v rozvlákňovací nádrži obvykle bývá lano (nazývané „cop“), na něž se při míchání suspenze navazují tzv. spřádatelné nečistoty. Jedná se o nitě, fólie pásky izolepy atp. U třídění se využívá rozdílné hustoty, či velikosti nečistot a papíroviny či vlákna. Třídiče pracují obvykle na principu cezení skrz síta s otvory (či štěrbinami) o takové velikosti, aby jimi prošla (nebo neprošla) dobrá vlákna.

Po hrubém třídění (ale někdy i před ním) se dovlákňují nerozvlákněné smotky vláken. Děje se tak ryze mechanicky na dovlákňovacích zařízeních. Pak následuje odstraňování velmi malých či rozpustných nečistot (barviv, pigmentů, plniv atp.) - nastávají operace jemného třídění, obvykle nazývané jako deinking procesy. Těmi jsou obvykle flotace či praní.

Při flotaci (obvykle za přítomnosti flotačního činidla, které bývá detergentem schopným se jedním koncem molekuly zachytit nečistoty a druhým koncem bublinky vzduchu - tj. druhý konec je špatně smáčivý) se suspenze vláken probublává vzduchem, který vynese nečistoty na povrch v podobě pěny, která se následně odstraňuje. Druhý způsob je praní vláken. Při něm se suspenze zředí větším množstvím vody, aby byla následně zahuštěnana na filtrační přepážce.

Při deinking procesech se využívají nejčastěji tyto chemikálie: NaOH, siřičitan sodný (Na2SO3), komplexon DTPA, mýdlo, vodní sklo (směs oxidů křemičitých a sodných). Po tomto třídění zůstávají v suspenzi papíroviny převážně jen jemné nečistoty o hustotě blízké hustotě celulózy. Jedná se obvykle o polymerní materiály. Mají-li tyto látky nízký bod tání (cca. 30-140 °C) nazývají se stickies. Při recyklaci papíru se jedná o jedny z nejproblematičtějších látek.

V rámci třídění se někdy samotná suspenze rozdělí na frakci s krátkými a dlouhými vlákny. Po vyčištění papíroviny může (ale nemusí) následovat její zesvětlování, či bělení.

Z hlediska ochrany životního prostředí je thiosíran celkem neškodná chemikálie, která v malém množství může nanejvýš přispět k eutrofizaci vody, při úniku při havárii by se však mohl zapříčinit jednorázový úhyn vodních/půdních živočichů. Nemá však tendence se v životním prostředí akumulovat. Peroxid vodíku je velmi agresivní látka. Je však velice nestálá a při běžném provozu zreaguje prakticky veškeré její použité množství, za vzniku vody.

Následně se s recyklovanou papírovinou zachází prakticky stejně jako s nerecyklovanou. Doplní se o různá plniva, klížidla, pomocné papírenské prostředky (odpěňovače, biocidy - pro zabránění vzniku slizů, stabilizátory pH či koloidního systému atd.), případně barviva.

Nejprve se oddělí větší tuhé části pomocí různých zahušťovacích filtrů, kalolisů apod. Poté následuje čištění odpadních vod. U toho se může využívat různých sedimentačních zařízení, odstředivek, flotačních zařízení, koagulačních zařízení (za využití oxidu hlinitého - Al2O3, oxidu železitého - Fe2O3, či síranu vápenatého - CaSO4) nebo pěnových separací (za využití tenzidů).

Koagulace je proces, kdy pomocí chemického činidla se mikročástečky, či molekuly shlukují do větších celků, které se dají daleko snáze odstranit (většinou filtrací, či sedimentací). S nečistotami se tak odstraní i použitá chemická činidla. Ta ale většinou nejsou problémem pro životní prostředí. K dočišťování odpadních vod se pak používají fyzikálně chemické procesy, jako jsou reverzní osmóza (za tlaků až 10 MPa) či ultrafiltrace (obvykle za tlaků 0,1-0,5 MPa), nebo se používají čistě chemické metody, jimiž jsou oxidace (za použití manganistanu draselného KMnO4, peroxidu vodíku, chloru, ozónu atp.) či fotochemická čištění (oxidace pomocí UV záření).

Ziskem z těchto operací je voda obsahující minimum nečistot a zahuštěný kal. A nadchází čas pro nerudovskou otázku „Kam s ním?“ Kal se dá pálit, ale obsahuje ještě příliš mnoho vody (asi 40 %) a příliš mnoho nespalitelných podílů (více než 50 % pevných částí) - muselo by se dodávat mnoho pomocného paliva za relativně nízkého snížení množství odpadu.

Každý dle svých zájmů. Pravdou ale zůstává, že bez recyklace papíru by se muselo vyrábět daleko více papíru nového. A to obnáší celou složitou technologii, při níž je potřeba velké množství energie (elektrické i tepelné) a agresivních chemikálií (které se navíc zahřívají na vysoké teploty - okolo 170 °C) a jejíž výstupem jsou vody, které je potřeba čistit často obtížněji, než vody po recyklační lince (i když tyto vody mívají známé složení odpadních látek, což je jejich výhodou) a celulózku poznáte po čichu už na míle daleko. Navíc bez recyklování papíru by bylo potřeba kácet daleko více stromů.

tags: #recyklace #technologických #médií #postupy

Oblíbené příspěvky:

• Živá a neživá příroda pro děti
• Třídění Odpadu Břeclav
• Více o tygrech
• Prevence SIDS
• CSR and the environment in Czech history