23 февраля 2016г.
Сегодня, одной из важнейших проблем, стоящих перед государством, перед будущим поколением людей является проблема утилизации твердых бытовых отходов и отходов производства. Развитие человеческой цивилизации напрямую связано с формированием слоев отходов деятельности, скорость накопления которых растет с каждым годом. Абсолютное большинство отходов, попадающих на организованные или стихийные свалки – это продукты синтетического происхождения – полимеры, обладающие устойчивостью к воздействию окружающей среды и способные противостоять разрушающему воздействию десятки лет. Масса отходов, попадающая на свалки, представляет собой пеструю смесь, состоящую из материалов искусственного и естественного происхождения. Такая смесь без предварительного разделения не поддается никакой переработке, кроме энергохимической. В некоторых странах, которые практикуют сжигание отходов, есть возможность экономить 10-15% энергии полученной из ископаемого топлива. Сжигание мусора могло бы дать большую энергию, если бы не высокая влажность сжигаемых материалов. Сжигание не самый лучший способ переработки отходов, т.к. в них содержится много полезных веществ и материалов, пригодных к вторичному использованию и позволяющих экономить природные ресурсы. К таким материалам можно отнести стекло, бумагу, черные и цветные металлы или сплавы, а в последнее время к ним добавились некоторые виды полимеров.
Сортировка отходов – залог успешной переработки всей массы отходов, но пока в России это удел ближайшего или далекого будущего. Тем не менее, в общей массе отходов существуют исключения – автомобильные покрышки, являющиеся качественно иным образцом бытовых и промышленных отходов. Резина, из которой изготовлена автопокрышка, является устойчивым материалом к механическим, химическим, тепловым и прочим воздействиям. Закопанные и выброшенные на свалку шины способны разлагаться в обыденных условиях более 100 лет. Их трудно смешать с другими видами отходов, так как они легко отделяются и поддаются сбору. Автомобильные шины относятся к отходам 4 класса опасности. При их воздействии на окружающую среду нарушается экологическая система. При изготовлении шин используются токсические материалы, в которые входит более ста видов химических веществ. Они способны выделять опасные вещества в окружающую среду в процессе эксплуатации и при их дальнейшей утилизации. В связи с вышесказанным целью данной работы является рассмотрение возможности централизованного сбора, переработки и полноценной утилизации отработавших свой ресурс автопокрышек.
По оценкам экспертной комиссии ежегодно в России более 1 млн. тонн шин становятся непригодными для дальнейшей эксплуатации, отработав свой ресурс. Вторично используется лишь 10 – 30 % автопокрышек, а остальные подлежат захоронению [1]. Это связано с тем, что технологический процесс по переработке шин не актуален и несовершенен, а также не нашел особого применения на вторичном рынке. И второе, нет спроса рынка на переработанную продукцию.
Сегодня в каждой семье по два или три автомобиля. Растет количество машин в стране, и соответственно ежегодно растет количество подлежащих утилизации покрышек.
Автомобильные шины свободно хранятся на свалках, на открытых площадках и во дворах. Часто их используют на детских площадках и для разделения участков перед домами. В хранящихся на открытом воздухе использованных шинах под воздействием дождя, снега и различных осадков происходит вымывание токсических органических веществ в почву и грунт.
Опасность открытого хранения шин состоит в том, что возможно их возгорание, в результате которого в атмосферу выделяются вредные для человека и окружающей среды вещества.
При горении шин образуются диоксиноподобные вещества и диоксины, которые обладают канцерогенными, мутагенными и кумулятивными свойствами, и способностью накапливаться.
При поражении человека диоксинами происходит его отравление, поражение кожи, желудочно-кишечного тракта и печени, нервной системы и т.д. Поэтому, важным и приоритетным направлением станет накопление, сбор и организация экологически безопасной переработки изношенных шин, утилизации и вторичного их использования, а также выбора инновационного пути - вот направление сегодняшнего исследования.
Проведя обзор литературных источников, установили, что в настоящее время существует около 10 различных технологий переработки шин, отработавших свои сроки эксплуатации. По статистике 25 % шин используется по назначению, а остальные валяются на свалках или в гаражах.
В западной Европе, в Италии переработкой шин занимаются малые и средние предприятия. В Германии разработана трехступенчатая технология переработки шин: измельчение, гранулирование и тонкий помол. В результате технологии получается вторичное высококачественное сырье - резиновый гранулят, крупностью от 0 до 4 мм, и резиновый порошок, которые успешно будут востребованы в торговом производстве.
В нашей стране одним из способов утилизации отработавших шин является низкотемпературный пиролиз, в результате которого получают сорбент для очистки воды, сажу и электроэнергию или топливо, электоэнергию и сажу. Технология производства топлива – неконденсируемый газ, пиролитические масла и полукокс. Жидкие продукты при пиролизе покрышек становятся топливом для двигателей и могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания. Получается, что из автошин выходит безотходное производство.
Механический метод переработки шин разделяется на 2 группы: шредерный, при котором осуществляется измельчение шин на шредерах и их дальнейшее дробление; и метод фрезерования с использованием комплекта КПШ-1.
При переработки шин используется перспективный метод - озонирования, при котором под воздействием озона происходит преобразование резины. При помощи этого способа получают резиновую крошку отдельно от металлического корда и корда синтетического. При данном способе нет необходимости разрезать шину, соответственно, снижаются затраты на энергоресурсы. Широко применяется измельчение шины, вследствие чего, получают резиновую крошку и порошок. На основе резиновой крошки изготовляют композиционные материалы и термоэпластопласты. Резиновый порошок может быть использован для изготовления свежего сырья.
Существует способ регенерация (восстановления) изношенных автопокрышек методом холодной наварки и горячим способом при наличии вулканизатора и пресс-форм. Эффективный способ восстановления шин - рециклинг, при котором экономится до 50 литров сырой нефти на каждой шине. Данная методика начала развиваться еще более 20 лет назад в странах Европы и США, а в последние годы, лет 10 – 15 в Азиатских странах. В Китае, например, каждая 8 из 10 шин, пригодных для восстановления, проходит второе и третье рождение. При этом себестоимость восстановления шин сегодня равна 20-25% от стоимости новой.
Целесообразность утилизации автомобильных покрышек направлена на производство резиновой крошки для создания отечественной черепицы, металлокорда для изготовления фибробетона различных марок «плавающего тела» [2].
При переработке автомобильных шин и резины их компоненты можно использовать на напольные резиновые покрытия на спортивных площадках (кортах), детских площадках, в боксерских грушах (как дешевые, травмобезопасные, долговечные и пластичные) и в качестве строительных материалов. Для изготовления декоративного настенного материала, в строительстве дорог и мостов, изготовлении деталей автомобилей и опор магистральных трубопроводов.
Резиновые покрытия также рационально использовать при проезде железнодорожных переездов, трамвайных путей в виде демпфирующих подрельсовых подкладок.
Широкий спектр применения отработавших шин, и правильное использование их после переработки, ведет к уменьшению мусорных свалок и выбросов в атмосферу и снижает негативное и опасное влияние на человека.
Следовательно, проведя краткий анализ направлений по утилизации, а затем и успешному применению отработавших шин, можно понять что, дальнейшее их использование играет важную роль в новых исследованиях и принесет большую пользу в сохранении и поддержании экологической безопасности и оказания безопасного влияния на человека и его потомство. Снизится количество мусорных свалок, повысится экологическая обстановка как в стране, так и в мире. И это толчок для дальнейшего развития со стороны, как государства, так и людей, стремящихся к инновационному пути в своих исследованиях. Это дело перспективное и в нем можно достичь не только прибыли, но и найти интерес для дальнейшего улучшения экологической обстановки в стране, выбора и развития пути решения вопросов по утилизации и переработке автомобильных шин.
Список литературы
1. Боравский Б.В. Изношенные автопокрышки: методы переработки // Твердые бытовые отходы. – 2007. № 4.– С. 4 – 5.
2. Демьянова В.С., Гусев А.Д. Перспективы рециклинга автомобильных шин. // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2011. № 4. С. 74-79.
