Несмотря на то, что некоммерческие организации (НКО) и экологи повышают осведомленность населения, уровень переработки отходов во всем мире находится на плаву. Различные виды отходов по-прежнему попадают на одни и те же свалки. Хотя неправильное обращение с отходами обусловлено несколькими факторами, в основном виноваты непоследовательные процессы переработки и сбора отходов. Во многих странах до сих пор используются дешевые, но устаревшие системы.
Итак, по мере развития технологий переработки отходов, какие из них оказывают наибольшее влияние?
В этой статье:
1. Механическая переработка
Механическая переработка позволяет повторно использовать собранные материалы с помощью различных физических процессов, таких как измельчение, плавление и реформирование. При этом сохраняется химическая структура вторсырья, то есть нельзя смешивать различные материалы. Утилизаторы часто используют этот процесс при переработке бумаги, стекла, металла и пластика.
Многие государственные и частные организации полагаются на механические процессы переработки, поскольку они дешевле других технологий утилизации. Самодельщики даже строят самодельные установки для измельчения, плавления и формовки вторсырья.
Однако недостатком механической переработки является то, что она обычно дает побочные продукты более низкого качества, чем другие системы. Жесткие физические процессы нарушают структурную целостность перерабатываемых материалов. Например, вы можете заметить, что бумажные пакеты и пластиковые бутылки, изготовленные из 100% переработанных материалов, кажутся хлипкими.
2. Химическая переработка
При химической переработке отходы распадаются на базовые строительные блоки. Из них получают отдельные мономеры и перерабатывают их в новые продукты — отходы больше не сохраняют свою первоначальную форму. Фактически, они переходят в другое состояние материи.
Самое большое преимущество химической переработки заключается в том, что она позволяет перерабатывать гораздо более широкий спектр отходов. Механические процессы не могут перерабатывать «грязные» предметы. Большинство заводов по переработке отходов отправляют проржавевшее, загрязненное или зараженное вторсырье (например, пластиковые бутылки с остатками сока или упаковки из-под сырого мяса) на свалки.
ОЭСР даже сообщает, что только девять процентов пластиковых отходов перерабатывается. В настоящее время существует три вида химической переработки.
При пиролизе вторсырье подвергается высокотемпературному, бескислородному термическому разложению при температуре от 752 до 1 472 градусов по Фаренгейту. Он применяется для обработки сложных пластиков. В ходе процесса они расщепляются до молекулярного уровня и превращаются в побочные продукты переработки — биомасло, сингаз или древесный уголь. Побочные продукты пиролиза практически не уступают по качеству первичным материалам. На этом видео отлично показано, как химическая переработка, в отличие от механических процессов, сохраняет качество.
По данным FHWA, американские автомобилисты ежегодно выбрасывают 280 с лишним миллионов автомобильных шин, однако производители не могут бездумно использовать экологически чистую, но небезопасную резину повторного использования. Компания Big Atom Tyre Recycling решает эту проблему с помощью пиролиза. Команда компании химически расщепляет лом шин до сырой нефти и пластика, которые могут служить сырьем для новых, надежных дорожных шин.
Газификация — это термохимический процесс переработки, при котором вторсырье нагревается до температуры от 1 472 до 2 192 градусов по Фаренгейту при ограниченном количестве кислорода. При этом разлагается использованный пластик, биомасса и органические отходы. Но в отличие от пиролиза, эта сложная система требует гораздо более высокой температуры для получения тепла, электроэнергии и синтез-газа (сингаза). Газификация также представляет собой эффективный способ получения чистой энергии из выброшенного вторсырья. Потребление ископаемого топлива снизилось бы во всем мире, если бы люди получали энергию из солнечных батарей и переработанных отходов.
Сольволиз — это низкотемпературный термохимический процесс, в ходе которого вторсырье растворяется в специальном растворителе при температуре от 212 до 572 градусов по Фаренгейту. Это эффективный способ переработки полиэфиров и полиуретанов. Обычно предприятия по утилизации отходов отправляют эти виды смешанных пластиковых отходов на свалки, поскольку они не выдерживают механической переработки.
Разумеется, сольволиз также подходит для переработки биоматериалов и органических отходов. Наиболее распространенными побочными продуктами сольволиза являются топливо, олигомеры и мономеры. Эти переработанные материалы универсальны: производители могут использовать их для изготовления качественных пластиковых изделий, этилового спирта и смазочных материалов.
Пиролиз, газификация и сольволиз превосходят механические системы утилизации, однако лишь немногие предприятия по переработке отходов могут инвестировать в них. К сожалению, они дороги в приобретении и обслуживании. Возможно, пройдут десятилетия, прежде чем они станут стандартными технологиями переработки отходов во всем мире.
3. Реверсивные торговые автоматы
Реверсивные торговые автоматы (RVM) способствуют переработке отходов, побуждая людей сдавать вторсырье (например, пустую стеклянную тару, пластиковые бутылки и алюминиевые банки) за вознаграждение. Обычно они выдают купоны, дисконтные карты или наличные. Просто вложите вторсырье в машину, получите вознаграждение, и она автоматически отсортирует ваши отходы. Самое большое ограничение RVM заключается в том, что они придирчиво относятся к принимаемому вторсырью. Поскольку большинство предприятий по переработке отходов по-прежнему используют механические процессы, они не могут рисковать, получая загрязненное вторсырье, которое может оказаться на свалках.
4. Переработка отходов в энергию (WtE)
При переработке отходов в энергию муниципальные, промышленные и сельскохозяйственные отходы подвергаются высокотемпературному контролируемому сжиганию. При этом получаются побочные продукты чистой энергии (например, тепло и электричество). В более широком масштабе технологии WtE могут помочь сделать альтернативные энергоресурсы более доступными.
Хотя WtE и газификация протекают по одному и тому же сценарию и производят одинаковые побочные продукты, следует отметить, что в них используются разные технологии. Газификация нагревает отходы в ограниченном количестве кислорода, в то время как WtE напрямую сжигает вторсырье. Кроме того, WtE не может производить сингаз.
5. Переработка литий-ионных аккумуляторов
С ростом зависимости общества от устройств с электрическим приводом, таких как смартфоны, скутеры и электромобили, спрос на литий-ионные батареи неуклонно растет.
По данным МЭА, спрос на электромобили вырастет с 330 до 550 ГВт-ч в 2022 году. И хотя литий-ионные батареи, пожалуй, менее вредны, чем ископаемое топливо, их массовое производство невольно приведет к увеличению числа проектов по добыче полезных ископаемых.
Лучшим подходом является использование более устойчивых систем переработки. Установки по утилизации и переработке аккумуляторов должны выполнять эти процессы, чтобы производители литий-ионных батарей могли перестать полагаться на первичное сырье.
Пирометаллургия относится к пиролизу. Она предполагает нагревание переработанных батарей в контролируемых высокотемпературных помещениях с минимальным содержанием кислорода. После разложения перерабатывающие предприятия могут извлекать различные металлы. Главный недостаток пирометаллургии — выделение оксидов азота и серы в процессе нагрева, поэтому предприятия должны контролировать эти выбросы.
Гидрометаллургия — противоположность пирометаллургии. Это низкотемпературный процесс, в ходе которого переработанные батареи растворяются в специальном растворе. На предприятиях по переработке также извлекают металлы из земли после разложения. Самая большая проблема гидрометаллургии заключается в том, что при этом образуются сточные воды, которые предприятия должны утилизировать безопасно и аккуратно.
Прямая переработка — это механический процесс, в ходе которого разряженные батареи перерабатываются и восстанавливаются. Это дешевая и доступная система. Только учтите, что восстановленные батареи больше не подходят для выполнения своих первоначальных функций — вы можете использовать их только в качестве резервных источников питания.
Технический прогресс будет и дальше совершенствовать системы утилизации
Уровень переработки отходов во всем мире не улучшится в одночасье. Домашние хозяйства, частные организации, НКО и государственные органы должны стремиться к использованию эффективных технологий переработки и пытаться внедрить их в местную политику управления отходами. Слишком много передовых систем сортировки до сих пор не используются. Следует помнить, что эффективные системы переработки отходов лишь смягчают ущерб, наносимый обществу растущей проблемой отходов. Всем следует сосредоточиться на отказе от использования одноразовых пластиковых изделий.
По новым правилам Дзена свежие материалы показываются в первую очередь подписчикам, которые реагируют на публикации. Поэтому не забывайте подписаться, поставить лайк и оставить комментарий, так вы будете первым узнавать о всех новых статьях на нашем канале!
