Бабаев в.Н., Горох н.П., Коринько и.В., Кись в.Н.

1. Актуальность проблемы и анализ ситуации.

Проблема переработки полимерных отходов методом рециклинга диктуется в первую очередь интересами защиты окружающей среды. С точки зрения экологических аспектов утилизация отходов полимерных материалов необходима, так как они являются одним из источников загрязнения окружающей среды.

Анализ санитарной очистки городов показывает, что в морфологическом составе бытовых отходов доля полимерных материалов возрастает и сегодня достигла 8-12 %. Следует отметить, что накопление их в составе ТБО увели-чивается и опережает возможности переработки, так как методы повторного использования их в виде гранулята вторичного сырья еще не нашли широкого распространения. Существующие технологии рециклинга полимерного «мусора» в основном ориентированы на его монотонный состав [1].

Из-за отсутствия экологически безопасных технологий, а в большей степени по причине технологической беспомощности полноценное вторичное полимерное сырье идет в отходы. В настоящее время в Украине вторичные полимерные материалы занимают в промышленности по выпуску первичных полимеров такое же место, какое сейчас занимают отходы в металлургии, где на его долю приходится 50 % ежегодной выплавки стали.

Недостаточно полная информация о физико-химических явлениях, происходящих в полимерном материале в процессе переработки, сдерживает научно-технический прогресс в этой области.

В настоящее время внедрение продукции непосредственно из вторичных полимерных композиционных материалов (ВПКМ) в частности в коммуналь-ном хозяйстве городов Украины явно недостаточное, хотя потребность, например в крышках и корпусах люков смотровых колодцев, решетках дожде-приемников, безнапорных полимерных трубах из ВПКМ для эксплуатации систем водоотведения и водопотребления непрерывно возрастает [2].

2. Технология переработки композитных смесевых полимерных отходов.

На примере Харьковского региона наиболее перспективным способом переработки композитных смесевых отходов термопластов являются технологии, позволяющие перерабатывать композитные смеси различных термопластичных полимеров в готовые изделия без заметного ухудшения их физико-механических свойств. Технологические линии такого рода апробированы на ООО «Харьковвторполимер».

Технологический регламент предусматривает переработку вторичного полимерного сырья, представляющего собой пленочные отходы из ПЭВД и ПЭНД (ТУ 63-032-1-89), в гранулированный вторичный полиэтилен (ТУ У24.1-03361715-001-2002), полученный методом рециклинга на линии переработки пленочных отходов производительностью 100 кг/ч. Метод переработки основан на крупнодисперсном измельчении бытовых пленочных отходов с последующей высокоэффективной отмывкой, агломерацией и грануляцией вторичного полиэтилена.

Технологические процессы измельчения, мойки, агломерации, грануляции и межаппаратного транспортирования сырья и полупродуктов осуществляются на оборудовании, скомпонованном в линию по переработке отходов полимерных материалов, разработанной и изготовленной инженерным предприятием «Экотехника», доработанной и модернизированной в производстве ООО «Харьковвторполимер». Технологический процесс подготовки и переработки пленочных отходов состоит из одного технологического потока. Производительность линии – 100 кг/ч. Получаемый по такому регламенту вторичный гранулированный полиэтилен должен соответствовать требованиям ТУ У 24.1-03361715-001-2002.

Для улучшения физико-механических и технологических свойств вторичного полиэтилена допускается введение модифицирующих добавок в соответствии с технологическими инструкциями или процессами, утвержден-ными в установленном порядке.

Вторичный полиэтилен выпускают в виде гранул, которые в пределах одной партии должны быть одинаковой геометрической формы и размер их в любом направлении должен быть не менее 2 и не более 6 мм. По согласованию с заказчиком допускается размер гранул до 10 мм. Влажность вторичного полиэтилена не должна превышать 0,1 %. Показатели вторичного полиэтилена должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Физико-механические свойства полиэтилена вторичного

№ п/п	Наименование показателя	Норма для марок
		А1	А2	А3	А4	Б1	Б2
1	Показатель текучести расплава, г/10 мин. (не менее)	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
2	Предел текучести при растяжении, МПа (не менее)	9,0	10,0	10,0	10,0	18,0	20,0
3	Относительное удлинение при разрыве, % (не более)	100	200	300	300	80	100
4	Насыпная плотность, г/см3 (не менее)	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4
5	Массовая доля летучих веществ, % (не более)	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
6	Зольность, % (не более)	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3

Вторичный гранулированный полиэтилен используют для изготовления технических изделий и предметов народного потребления, не контактирующих с пищевыми продуктами (каналы для кабелей связи, трубы для орошения, канализации, тара, люки с крышками канализационных колодцев, дождеприем-ники и др.) и детских игрушек.

Вторичный гранулированный полиэтилен, предназначенный для произ-водства труб по ТУ 63.178-90-84, ТУ 6-19-133-79 и других аналогичных изделий, должен быть стабилизирован 2 ± 0,5 % технического углерода марки К-354 ГОСТ 7885-86.

При поступлении полимерных отходов на переработку исходное сырье на входном контроле должно соответствовать следующим характеристикам:

• сырье полимерное, вторичное (отходы потребления), необработанное должно соответствовать требованиям ТУ 63-032-1-89 «Сырье полимерное вторичное необработанное» и соответствовать требованиям табл. 2.2;

• полимерное сырье должно заготавливаться в соответствии с действующими санитарными правилами обработки вторичного сырья;

• полимерное сырье должно заготавливаться и поставляться перерабатывающим предприятиям по группам в соответствии с требованиями ТУ 63-032-1-89;

• для полимерного сырья показатель текучести расплава должен быть не менее 0,05 г/мин.;

• полимерное сырье не должно содержать посторонних примесей в виде макулатуры, тряпья, металла, дерева, резины, стекла, полимеров другого вида;

• не допускается для полимерного сырья использование мешков и вкладышей из-под ядохимикатов;

• полимерное сырье в местах сбора должно подвергаться тщательной очистке от затариваемых продуктов;

• полимерное вторичное сырье на переработку поставляется только в упакованном виде в кипах массой до 100 кг и более;

• по согласованию с потребителем допускаются другие виды упаковки, обеспечивающие сохранность и качество полимерного сырья при его транспортировании и хранении.

По требованиям входного контроля вторичное полимерное сырье поставляется партиями. За партию принимается количество сырья одной группы, предъявляемое к единовременной сдаче-приемке.

Для контрольной проверки соответствия качества сырья требованиям ТУ 63-032-1-89 отбирают пробы в количестве 10 % единиц упаковок от поступившей партии, но не менее трех единиц или 10 % от массы партии сырья при поступлении в неупакованном виде.

В случае несоответствии партии полимерного сырья требованиям ТУ 63-032-1-89 хотя бы по одному показателю проводят повторную проверку качества сырья. При неудовлетворительных результатах повторной проверки партию в полном объеме возвращают поставщику.

Таблица 2.2 – Сырье полимерное вторичное необработанное

ТУ № группы	Наимено-вание сырья	Характеристика сырья	Виды загряз-нений	Показатели, обязательные для проверки перед использованием сырья в производстве
				массовая доля заг-рязнений (не более), %	нормиро-ванная влажность, (не более), %
ТУ63-032-1-89 группа 1.1	Вышедшая из употребления пленка, применяв-шаяся в сельском хозяйстве	Пленка, пленочные изделия из полиэти-лена в виде полотнищ и кусков, применявшиеся для укрытия парников, теплиц, рассады на полях, силосных ям, хранилищ для овощей	Взве-шенные вещест-ва	5,0	4,0
ТУ63-032-1-89 группа 1.3	Вышедшие из употребления пленочные изделия, применяв-шиеся для упаковки и транспорти-рования продукции	Упаковочная пленка, мешки, пакеты, чехлы, складные контейнеры и др.	Взве-шенные вещест-ва	4,0	2,0

Пересчет массы партии сырья по фактической загрязненности на массу при нормируемой загрязненности производят по формуле:

,

где m_н – масса сырья с нормированной загрязненностью, кг;

m_ф – масса сырья фактическая, кг;

З_н – нормированная загрязненность сырья, %;

З_ф – фактическая загрязненность сырья, %.

Пересчет массы партии сырья при фактической влажности на массу при нормированной влажности делают по формуле:

,

где m_н – масса сырья с нормированной влажностью (кондиционная масса), кг;

m_ф – масса сырья фактическая, кг;

W_н – нормированная влажность сырья, %;

W_ф – фактическая влажность сырья, %.

Отбор проб для проведения лабораторных испытаний и лабораторные испытания проводят в соответствии с ТУ 63-032-1-89.

Переработку вторичных полимерных пленочных отходов осуществляют на технологической линии, состоящей из комплекса оборудования по переработке пленочных отходов из ПЭВД и ПЭНД в гранулы.