Сборник статей и информационных материалов по технологиям переработки муниципальных отходов
Подождите немного. Документ загружается.
201
Отходы ПЭТФ - тары – ценное сырье для новых композиционных
полимерных материалов
В настоящее время объемы производства пластмасс превышают
объемы производства традиционных конструкционных материалов, таких
как сталь, стекло, керамика и др. Среднее мировое увеличение объема
производства пластмасс за последнюю четверть века превышает 5,5 %. Все
выпускаемые и перерабатываемые полимерные материалы – это
«потенциальные отходы», поступающие на мусорные свалки городов и
регионов. Проблема усугубляется еще тем, что в общем объеме выпуск
крупнотоннажных полимеров (ПЭ, ПС, ПП, ПВХ и др.) составляет порядка 86
%. Большая часть этих пластмасс идет на изготовление упаковки,
жизненный цикл которой очень мал (кратковременное использование).
Серьезная общественная значимость проблемы отходов заставляет сегодня
ученых пересматривать фундаментальные основы дальнейшего развития
экономики. Концепция «всеобщего качества» выдвигает новую модель
экологической политики, где в стратегическом плане центральное место
принадлежит использованию вторичного сырья, компостированию и
созданию «новых материалов из старых». Последнее предусматривает
широкое вовлечение в цикл раздельного сбора вторичного сырья самых
широких слоев жителей городов и регионов. Это связано с тем, что
муниципальный сектор отходов - наиболее сложный для рационального
сбора. В этих отходах смешаны самые различные материалы. В этом секторе
в развитых европейских странах за счет раздельного сбора удается
достигнуть 70-80 % использования вторичного сырья. В настоящее время
Москва, как один из крупнейших мегаполисов Европы, имеет сходные
структурные показатели состава отходов и их использования в сравнении с
другими крупными городами Европы. В составе твердых отходов
полимерная часть составляет примерно 6-8 %. В целом по Москве объем
твердых полимерных отходов составляет 180-210 тыс. т в год. В этот объем
жилищный фонд поставляет примерно 110-130 тыс. т отходов,
коммерческий фонд - порядка 75-85 тыс. т. Ежегодный прирост полимерных
отходов будет составлять примерно 3-4 %. В настоящее время в Москве
перерабатывается примерно 40 тыс.т в год полимерных отходов, в том
числе 15 тыс. т в год отходов ПЭТФ бутылочной тары. За последние годы
значительно увеличиваются объемы производства бутылочной ПЭТФ-тары
для пищевой промышленности, а также для парфюмерной и химической
промышленности. Целевое использование этой номенклатуры изделий
кратковременно, а в дальнейшем эта продукция попадает на городские
свалки и может сохранятся более 50 лет. Решение проблемы переработки
отходов ПЭТФ-тары имеет важное экологическое значение для крупных
городов. Эта проблема технологически сложная и одновременно очень
значимая, т.к. на основе этих отходов можно создать новый класс
конструкционных материалов, в которых остро нуждается промышленность
и производство которых не освоено в России. В ОАО Институт пластмасс им.
Г.С. Петрова изучено изменение технологических и эксплуатационных
свойств вторичных материалов (ПЭТФ-тары) на различных стадиях их
переработки. Показано, что ухудшение свойств вторичного материала
вызвано деструктивными процессами, протекающими на отдельных стадиях
202
переработки, а также под воздействием факторов внешней среды (особенно
УФ-лучей). Тщательный сбор и грамотное хранение отходов ПЭТФ
первичной переработки после литья преформ позволяет возвратить их в
производство с минимальным уровнем изменения свойств. Промышленные
партии ПЭТФфлексов, получаемые дроблением отходов с городских
мусорных полигоновимеют более низкий уровень свойств по сравнению с
первичным материалом, а также большой разброс по важным показателям
свойств, которые определяют их переработку и качество получаемых
изделий. Поэтому требуется входной контроль и модификация вторичных
материалов в виде ПЭТФфлексов. Разработаны способы и технология
модификации вторичных материалов на основе отходов ПЭТФ с целью
улучшения их свойств. Созданы новые композиционные материалы
различного целевого назначения. Разработаны технические условия на
новые материалы на основе ПЭТФтары, а также технологические
регламенты на их получение. Композиционные материалы на основе
отходов ПЭТФ-тары по своим свойствам относятся к классу
конструкционных полимеров. В настоящее время цены на вторичные
материалы делают их выгодными для применения. Вторичные материалы на
основе ПЭТФтары имеют широкое применение. ОАО «Институт пластмасс»
разработал рекомендации по эффективному применению этих материалов,
включая технологию переработки отходов и организацию производств
конструкционных материалов на их основе.
Пленочное оборудование – смена эпох
Сегодня специалисты отмечают феномен ускоренной амортизации
оборудования для производства гибких полимерных материалов и изделий
из них. Этот процесс начался в конце 90-х годов и не закончен до сих пор. В
основе этого явления лежит целый ряд научно-технических достижений 80-
х и 90-х годов, накопленный потенциал идей и технологий в области химии
и физики полимеров, систем управления технологическими процессами, а
также новыми требованиями и стандартами в области скорости выполнения
заказов, систем контроля качества продукции и управления предприятиями.
Толчком к лавинообразным изменениям в сфере производства полимеров
послужил, по-видимому, кризис производства и сбыта в Европе, начавшийся
после событий 1998-2001 годов, а также рост цен на энергоносители. В
совокупности указанные факторы привели к снижению
конкурентоспособности и абсолютных показателей сбыта оборудования по
производству полимерных материалов и изделий на мировых рынках, что, в
частности было отмечено в итоговых обзорах выставки PLAST2003. Зачем
нужно менять не выработавшее свой ресурс, вполне работоспособное
производственное оборудование на новое? Почему предприниматели
Западной Европы избавляются от почти новых пленочных экструдеров,
ламинаторов и флексографских машин, приобретая взамен новое
оборудование по очень высоким ценам? За счет каких новых технологий и
решений удается при этом добиваться повышенной рентабельности и
конкурентоспособности? Применим ли подобный опыт к российским
условиям? Всем известен термин «моральное старение». Но почему тогда
наравне с новой существует и старая техника? В московском метро можно
203
встретить вагоны тридцатых годов, а в Лондоне – довоенные двухэтажные
автобусы. На самом деле такие примеры подтверждают правило. Если бы
указанный городской транспорт был поставлен в условия конкуренции,
смена поколений транспортного оборудования происходила бы значительно
быстрее. В статье рассматриваются факторы повышения эффективности и
конкурентоспособности оборудования для производства и процессинга
полимерных пленок.
Не числом а умением. Побеждать не числом, а умением учил своих
солдат, а заодно и всех нас, Александр Васильевич Суворов. Примечательно
то, что примеры удачного применения на практике этой замечательной
формулы сегодня проще найти в предпринимательской практике, чем в
военном деле. Ничего удивительного здесь, конечно, нет.
Предпринимателям приходится постоянно сталкиваться с необходимостью
совершенствования своего бизнеса. В конкурентной борьбе сливки снимает
самый эффективный бизнес, а самый отсталый обречен на выбывание из
этой непрерывной гонки. Производители пленочных полимерных
материалов часто недооценивают роль высокой производительности и
квалификации труда своих сотрудников. Фонд заработной платы
предприятия по выпуску пленки обычно составляет лишь малую долю от
затрат на приобретение перерабатываемого полимерного сырья. Однако
пренебрежение к этой стороне дела приводит к потерям, связанным с
браком, простоями оборудования, несвоевременным выполнением заказов,
низкому коэффициенту использования оборудования и низкому качеству
выпускаемой продукции.
Выдающийся современный экономист, наш соотечественник,
академик РАН В.В.Ивантер считает, что для создания эффективной
производственной системы совершенно необходимо находить способы
обеспечения высокого уровня жизни сотрудников предприятия. Уважаемый
академик приводит в пример Генри Форда, который в немалой степени
добился успеха именно благодаря высоким заработным платам своих
рабочих и сотрудников. Для того чтобы платить сотрудникам предприятия
приличные оклады, совершенно необходимо применять
высокопроизводительное оборудование и современные средства
механизации, автоматизации и управления производством. Современные
системы управления технологическим процессом сложны и дороги, поэтому
применение средств механизации и автоматизации оправдано только для
высокопроизводительного оборудования. А эффективное использование
таких средств требует, в свою очередь, высокого уровня подготовки и
мотивации сотрудников, обслуживающих дорогую современную технику.
Современные пленочные экструдеры последнего поколения отличаются от
своих предшественников наличием современных промышленных
компьютеров и промышленных контроллеров. Это интеллектуальные
электронные машины, которые сами «знают», как скоординировать между
собой работу десятков, а иногда и сотен исполнительных устройств –
электродвигателей, реле, пневмо- и гидроприводов. Такая координация
устройств позволяет принципиальным образом увеличить
производительность и качество труда операторов и технологов всего
предприятия. Попробуйте представить себе армию специалистов, которые
должны были бы синхронно управлять десятками электромоторов. А
синхронизация работы приводов совершенно необходима для быстрого
запуска и остановки оборудования, что необходимо для минимизации
204
потерь, связанных с технологическими отходами. Более того, автоматизация
позволяет добиваться получения стабильно высокого качества пленки и
рулонов. В самое последнее время появились адаптивные системы
управления технологическим процессом производства пленки. Это
достаточно сложные программные комплексы, которые способны автономно
следить за качеством получаемой продукции и подстраивать
технологический процесс с целью минимизации отклонений. Есть ряд
разработок, в том числе отечественных, которые используют элементы
искусственного интеллекта – способности компьютерной техники
«самообучаться». Все более широко используется дистанционная
диагностика оборудования и удаленное управление технологическим
процессом.Средства промышленной автоматизации – штучный или
мелкосерийный товар. На его разработку, изготовление, программирование
и доводку требуются значительные усилия. Но даже самые сложные и
дорогие системы, как правило, быстро окупаются за счет повышения
качества конечной продукции, уменьшения расхода и потерь сырья,
высвобождения обслуживающего персонала. Расчеты показывают, что
снижение удельного расхода сырья на 1% приводит к повышению годовой
прибыли в среднем на 3%. Снижение отклонений по толщине пленки
приводит одновременно к снижению удельного расхода сырья и к
повышению качества конечной продукции, что в итоге дает увеличение
годовую прибыль уже на 5% за счет каждого процента улучшения этого
показателя.
Роль ключевых технологий.Разница между поколениями
оборудования становится особенно заметна на примере разницы в уровне
применяемых технологий. Технологии не так наглядны, как внешний вид
машин. Но часто именно они определяют, какому производителю суждено
быть успешным, а какому нет. Выигрывает всегда тот, кто умело находит и
применяет самые совершенные технологии.
Примеров успешного целевого применения высоких технологий
существует множество. В автогонках Формулы-1 побеждают автомобили на
автопокрышках Бриджстоун и Мишлен, а успешная в прошлом марка Гудиар
ушла в небытие. Революционные технологии изготовления камер сгорания
жидкостных реактивных двигателей позволили вывести на орбиту первого
космонавта. Технология производства лопаток турбин и специального
жаропрочного стекла позволила создать самый скоростной в мире
истребитель Миг-25. Технология обогащения урана позволила овладеть
ядерной энергией. При производстве полимерных пленок используется
несколько сложных технологий, которые можно назвать ключевыми. Для
получения пленки высокого качества, то есть пленки постоянной толщины,
не имеющей больших отклонений по физико-механическим параметрам от
номинала, используются экструзионные головки со спиральным
раздатчиком. Для создания методик расчета головок требуется
объединение усилий специалистов в области физики полимеров,
математиков, программистов, конструкторов и технологов. В мире
существует не более десятка программ расчета спиральных головок, причем
не все программы показывают одинаково хороший результат. Критерием
качества расчета головок можно считать разнотолщинность получаемой
пленки менее 5%. Следует отметить, что можно компенсировать низкое
качество расчета и изготовления головки за счет установки дорогостоящей
системы управления толщиной пленки. Однако это только частичная
205
компенсация, позволяющая убрать пиковые отклонения толщины, но не
сглаживающая микрорельефа поверхности пленки и, что более важно, не
меняющая структуру распределения полимера в пленке. Если спиральный
раздатчик не выполняет задачу распределения линий спая или оставляет
пилообразный профиль толщины трубчатой заготовки, то он не может
обеспечить получение пленки с высокими свойствами. Для того, чтобы
завуалировать низкое качество пленки, фирмы-производители
оборудования часто применяют некорректные методы оценки и
представления разнотолщинности пленки. При этом происходит скрытая от
неспециалиста подмена понятий. Вместо фактических максимальных
отклонений по толщине дается статистическая оценка отклонений. При
получении статистической оценки отбрасываются максимальные
отклонения от среднего значения. Применение таких методов имеет смысл,
к примеру, при судействе соревнований для исключения оценок
некомпетентных или ангажированных судей. В случае измерения
параметров пленки отбрасывание крайних значений в корне меняет
реальную картину. Информация о толщине самого тонкого участка (где
рвется) и самого толстого (где бесполезно расходуется материал)
отбрасывается, как якобы не имеющая значения. Обычно при этом
используются методы двух и трех сигма (удвоенные и утроенные
среднеквадратичные отклонения). Не вдаваясь в детали, можно отметить,
что если результат измерения толщины пленки плох, то его можно
улучшить при отбрасывании неудобных показателей по методу трех сигма,
если он совсем плох – то переходят на две сигмы.
Если продолжить разговор о ключевых технологиях, следует
отметить принципиальное значение качество подготовки расплава
полимера в экструзионном прессе. Известно, что полимер недостаточно
просто расплавить. Очень важно хорошо гомогенизировать расплав и
подавать его с постоянной скоростью (без микропульсаций). Методов
измерения флуктуаций температуры и структуры расплава не существует.
Показателем качества экструзионного пресса можно считать только
качество конечной продукции. Получить качественную пленку при плохой
работе экструзионного пресса невозможно. Качество расплава и его
стабильность зависит, в первую очередь, от качества расчета и
изготовления шнековой пары. Не каждый изготовитель имеет доступ к
современным технологиям расчета шнековых пар. Из положения выходят
по-разному. Можно, к примеру, повысить качество гомогенизации расплава
за счет снижения стабильности подачи расплава (путем отказа от рифленых
втулок в зоне загрузки). Для повышения гомогенизации используются также
шнеки увеличенного диаметра с уменьшенным сечением в зоне
дозирования. Это увеличивает стоимость оборудования.
К ключевым технологиям можно также отнести современные
компьютеризированные системы управления, о чем говорилось ранее.
Качество систем управления определяется не только и не столько наличием
современных микропроцессоров и цветных жидкокристаллических
дисплеев, сколько качеством заложенных и реализуемых алгоритмов
управления, количеством и совершенством технологических датчиков и
исполнительных устройств, включенных в контур системы управления.
Сравнительная оценка систем управления оборудованием разных
производителей затруднена тем, что преимущества и недостатки таких
систем проявляются в процессе длительной эксплуатации: при запуске и
206
остановке оборудования, при переходе на новые виды сырья, при обучении
персонала, при смене рулонов и т.п. Есть целый ряд менее заметных
технологий, используемых для получения высококачественных пленок. К
ключевым технологиям можно отнести методы расчета и изготовления
систем обдува и охлаждения пленочного рукава, методы резки и
качественной намотки некоторых видов пленки, методы изготовления узлов
вращения головок, систем и способов нивелировки и регулировки
отдельных узлов. Оборудование последнего поколения отличает также
улучшение некоторых второстепенных параметров, например таких, как
максимальный диаметр получаемого рулона.
Конструкции, идеи и изобретения без технологий часто оказываются
бесполезными. К.Э.Циолковский придумал многоступенчатую ракету сто лет
назад, но только появление соответствующих технологий открыло дорогу в
космос. Для разработки идей и доведения их до уровня технологической
реализации Томас Эдисон придумал научно-исследовательский институт.
Тоже своего рода технология. Проанализировать и оценить в комплексе всю
многостороннюю сложность современного оборудования – задача почти
неразрешимая. Но с уверенностью можно сказать, что отвечающее
современным требованиям качество конечной продукции недостижимо без
современных и сильных научных и опытно-конструкторских подразделений
в составе фирм-изготовителей оборудования.
Организация труда и управление
предприятием.Конкурентоспособность современного предприятия во все
возрастающей мере зависит от эффективности, динамичности системы
управления предприятием. Современные методы проектирования бизнес-
процессов предприятия в сочетании с развитыми средствами
документооборота и связи позволяют существенно повысить гибкость и
отдачу производства. Отметим, что конкурентоспособность предприятия
зависит не только от прибыли не каждой операции, но и в равной степени
от скорости проведения операций. Быстрое реагирование на изменяющиеся
требования рынка, короткие сроки отладки и вывода на рынок новых
полимерных материалов и соответствующей продукции, оперативное и
надежное выполнение заказов невозможны без построения современной
системы управления предприятием. Алгоритмы повышения эффективности
управления предприятиями создавались и отлаживались на протяжении
всего существования цивилизации. Однако процесс обмена опытом и
появления хорошо работающих систем по мере развития международной
кооперации, средств связи и доступной вычислительной техники постоянно
ускоряется. Технологии перехода предприятий к использованию
программно-технических комплексов, в основе которых лежат
международные стандарты ГОСТ-Р, ISO-2000, MRPII и ERP хорошо отлажены
и коммерциализованы. Соответствующие комплексы мероприятий,
предлагаемые к реализации специализированными коммерческими
организациями, могут быть реализованы, применительно к специфике
предприятия по выпуску полимерных материалов, в течение нескольких
недель. Более точные сроки зависят от уровня оснащения и
подготовленности персонала предприятия.
Что конкретно дает предприятию применение современных систем
управления? Руководители предприятий знают, насколько часто развитие
предприятия идет вопреки ожидаемым планам и сценариям. Оглядываясь в
прошлое, руководитель почти всегда может сказать, где были допущены
207
ошибки и просчеты, какие меры можно было бы предпринять для
сокращения потерь или для использования неожиданно открывшихся
возможностей. Современные, гибкие системы управления позволяют давать
точные ответы относительно не только прошлого, но и будущего развития
предприятия. Такая система позволяет быстро найти оптимальный сценарий
управления при любом допустимом сочетании исходных внутренних и
внешних факторов.
По сути любые непредвиденные макроэкономические изменения
могут повлечь за собой убытки. Но всегда находятся такие предприятия,
которые изыскивают возможности быстро подстроиться под новые условия
и получить за счет этого существенные рыночные преимущества.
Изменения экономических условий всегда ставят в выигрышные условия те
предприятия, которые имеют хорошо отлаженную систему управления.
Именно в переломные моменты наиболее сильно проявляются
преимущества современных систем управления.
Такие системы управления дают возможность снижать издержки и
увеличивать финансовые результаты предприятия и в стабильных
рыночных условиях. При этом эффект может быть, на первый взгляд,
незначителен. Экономическая результативность предприятия, имеющего
современную гибкую систему управления, может быть всего на несколько
процентов выше, чем у конкурентов. Но эти проценты дают возможность
чуть больше средств затрачивать на НИОКР, рекламу, мотивацию персонала
и т.п. В конечном счете, умножаясь в геометрической прогрессии в условиях
постоянно ужесточающейся конкуренции, эти проценты имеют решающее
значение.
Отличия динамичной системы управления начинаются с того, что
планирование работ ведется не по годам, кварталам, месяцам и неделям, а
непрерывно. Это означает, что при изменении потребительских
предпочтений, спроса, цен или других внешних факторов подстройка всей
системы управления предприятием происходит немедленно. Традиционное
же предприятие по инерции будет наращивать воспроизводство устаревших
решений. Если, к примеру, на рынке возник спрос на материалы с новыми
свойствами, то современное предприятие не будет продолжать выполнение
мгновенно устаревшего бюджета, планов закупки сырья, продвижения
устаревшего материала и выполнять квартальный план производства.
Изменения необходимо просчитать и реализовать в виде большого числа
распоряжений немедленно, пока цены на новые материалы не упали. Все
это можно быстро и надежно сделать только при наличии непрерывно
действующей системы управления.
Другое существенное отличие современной системы управления
предприятием состоит в сквозном характере управления. Руководители
предприятий знают, что основные задержки и сбои решений возникают на
стыках подразделений. Сквозная система управления строится по принципу
отслеживания бизнес-процесса от его начала и до момента получения
финансового результата. На современном предприятии бизнес-процесс
проходит через ткань предприятия, как иголка с ниткой. В конечном итоге
создается такая сеть, структура бизнес-процессов, которая позволяет очень
быстро и эффективно менять сценарий управления предприятием. Данные
периодического мониторинга рынка проходят по компьютеризированной
нервной системе управления без задержек и непосредственного
вмешательства руководителей подразделений и доводятся до уровня
208
изменений в сменно-суточных заданиях. Роль руководства предприятием
при этом меняется. Администрации нет необходимости непосредственно
участвовать в анализе и подготовке огромного количества данных и
управляющих воздействий. Роль руководства сводится к корректировке и
наблюдению за происходящими процессами. Процесс автоматизированного
управления становиться некоторым образом похож на управление
самолетом, оснащенным автопилотом: экипаж определяет основные
параметры полета и наблюдает за интегральными характеристиками
процесса управления. Так, например, при задержке платежей заказчика
автоматически могут быть приняты мгновенные меры по изменению запасов
сырья и готовой продукции на складе, по поиску нового канала сбыта,
корректировке графика работы и профилактики оборудования, внесены
изменения в работу служб обеспечения, обучения персонала и т.п.
Известно, что одной из основных причин недовольства сотрудников
работой служит субъективность в оценке труда. Очень часто рост
экономических показателей предприятия упирается именно в пресловутый
«человеческий фактор». Проявление этой болезни управленцам хорошо
знакомы: несвоевременно выполненная работа, брак и повышенный расход
сырья, нарушения трудовой дисциплины, медленная реализация изменений,
отсутствие инициативы сотрудников. Применение гибких
автоматизированных систем управления позволяет вводить на предприятии
эффективно работающие системы мотивирования персонала. Сравнение
выданного сотруднику задания и полученного результата получают
численную документальную оценку, которая напрямую влияет на
получаемую заработную плату и аттестационную оценку сотрудника.
Введение такой, на первый взгляд «механической» оценки труда
сотрудников приводит, как не парадоксально, к раскрытию творческих и
деловых способностей.
Для достижения конкурентоспособности производимой продукции и
реализации ее в запланированном объеме в условиях рыночной экономики
особое внимание предприятия должны уделять стратегиям развития
определенных групп своей продукции. Речь идет о создании
конкурентоспособного ассортимента продукции. При этом российским
предприятиям все чаще приходится вести конкурентную борьбу с
эффективными предприятиями Европы, Америки и азиатских стран.
Правильный выбор таких стратегий обеспечивает максимально
эффективное функционирование предприятия. При этом возникает
синергетический эффект, который достигается благодаря взаимоподдержке
и взаимодополняемости различных направлений деятельности организации,
ее отдельных подразделений.
Стратегию по тому или иному товару необходимо разрабатывать
исходя из стадии его жизненного цикла (зарождение, быстрый рост,
замедленный рост, насыщение, спад). Это обусловлено тем, что для разных
стадий характерны различные составы и объемы затрачиваемых ресурсов и
получаемой прибыли. Как следствие, на каждой из них перед предприятием
стоят разные задачи, которые надо тесно увязывать с общей стратегией
развития. Так как любой товар в какой-то момент вступает в стадию спада и
заканчивает свое существование, то приходится постоянно работать над
программой выпуска новой продукции. В идеальном варианте разработка и
подготовка к запуску новых видов продукции должна финансово
поддерживаться за счет денежных потоков от реализации товаров,
209
находящихся на стадиях замедленного роста и насыщения, с тем, чтобы
обеспечить выпуск новинок прежде, чем наступит период упадка. Это
вызвано тем, что на этапе зарождения товара требуются значительные
ресурсы для выполнения НИОКР, изучения рынка, проектирования,
изготовления, запуска и наладки производственной линии и т.п.
Заключение.Современным можно считать только то оборудование,
которое не только использует в своей работе современные технологии, но и
хорошо встраивается в систему современных представлений об управлении
бизнес-процессами предприятия. При этом более высокая стоимость
оборудования в конечном счете оправдывается повышенной
конкурентоспособностью и рентабельностью.
Усиливающаяся конкуренция будет заставлять руководителей
предприятий не искать собственный путь развития, а использовать те
мировые наработки, которые действуют верно и безотказно. Одним из
основных пунктов будет реструктуризация и переоснащение
производственных мощностей и систем управления предприятий.
Экологический имидж упаковки.
Древнейший способ уничтожения мусора – захоронение на свалках
или полигонах. Эксплуатация необустроенных свалок, не имеющих
элементарных природоохранных сооружений – гидрозащитных экранов,
систем сбора и контроля фильтра и т.д., с социальной точки зрения –
противопоказана, с природоохранительной – опасна. Полигонный метод
обезвреживания ТБО технологически не сложен, однако требует
долговременного отчуждения больших земельных площадей, значительных
капиталовложений, эксплуатационных и транспортных затрат.
К технологическим методам устранения отходов пластиковой
упаковки относится их уничтожение и утилизация (употребление с
пользой). Высокие требования экологической безопасности, предъявляемые
к упаковочным материалам, вызвали к жизни новый метод уничтожения
полимерных отходов путем их компостирования, т.е. контролируемое
саморазложение под действием факторов окружающей среды
(микроорганизмов, УФ-излучения, воды и др.). Интенсивные работы в
области создания экофильных материалов ведутся с начала 70-х годов. По
мнению американских и японских специалистов, технология производства и
применения саморазлагающихся полимерных упаковочных материалов
(СПУМ) станет одной из приоритетных технологий ХХI века.
Около 10% объема производимых пластмасс будет замещено на их
биодеградируемые аналоги. Наиболее перспективны в этом отношении
тароупаковочные материалы на основе природного легковоспроизводимого
сырья (целлюлозы, крахмала и др.) в сочетании с синтетическими
полимерами. Разрабатываются СПУМ, пригодные для вторичной
переработки, а также материалы, деструктирующие с образованием
компонентов, оказывающих благоприятное корректирующее действие на
почвенный состав. Так, саморазлагающийся материал Lean® шведской
фирмы Ecolean деструктирует с образованием карбоната кальция, который
поступает в почву, снижая ее кислотность.
210
Однако целесообразность развития упаковочной индустрии в
направлении использования СПУМ в последние десять лет была предметом
дискуссий. В отличие от повторно используемых упаковок производство
биодеградируемых изделий из полимеров более материало- и энергоемко,
поскольку преимущественно это материалы одноразового использования,
они не возвращают при утилизации полезной энергии, затраченной на их
изготовление. Во многих случаях не доказано, что полимерные материалы
полностью деструктируют на СО2, Н2О и другие безвредные
низкомолекулярные продукты. Мелкие кусочки оставшегося полимера и
образующиеся при деструкции соединения могут оказать вредное
воздействие на окружающую среду, причем опасные последствия от
применения биоразлагаемых полимерных материалов, возможно, будут
обнаружены спустя десятилетия. С другой стороны, есть риск, что
деструкция упаковки начнется до того, как ее содержимое будет
использовано. Кроме того, скорость биодеструкции пленок зависит от
количества активных микроорганизмов в почве и интенсивности солнечного
облучения (в случае фотодеструкции), которые различны для разных
районов. Поэтому в развитых странах мира ужесточаются требования к
биоразлагаемым полимерным материалам, строго регламентируются нормы
и порядок проведения их испытаний. Цель новейших исследований по
созданию биоразлагаемых пластмасс состоит в том, чтобы научиться
регулировать процессы деструкции для обеспечения быстрой и безопасной
деградации упаковки по окончании срока ее службы. Одним из
распространенных способов утилизации отработанных полимерных
материалов пока еще остается сжигание в сочетании с полезным
использованием генерируемого при этом тепла. Однако, как и захоронение,
этот вариант устранения ТБО находится вне современных мировых
тенденций, генеральной линией которых является ресурсо- и
энергосбережение.
Метод полного сжигания отходов чрезвычайно дорог и
неэкономичен в плане затрат на строительство мусоросжигательных
заводов (МСЗ) и их эксплуатацию с соблюдением всех санитарных норм.
Подсчитано: стоимость сжигания тонны мусора как минимум вдвое выше
стоимости его захоронения. Помимо чисто экономических причин, этот
способ представляет значительную опасность с позиции экологии. При
сгорании отходов полимеров в атмосферу попадают вредные газообразные
продукты – сверхтоксичные диоксины, хлористый водород, диоксид серы, а
зола и стоки МСЗ содержат немало других вредных компонентов. Токсичные
свойства большинства продуктов сжигания полимеров значительно
возрастают в результате их взаимодействия. Например, оксид углерода,
диоксид азота, углеводороды, алкены, ароматические соединения,
альдегиды входят в состав фотохимического смога), который вызывает
раздражение глаз и слизистых у человека и животных, поражение растений,
быстрое разрушение строений.
Еще в начале 90-х гг. прошлого века ЕЭС, США и Канадой были
введены новые, более жесткие нормы на выбросы мусоросжигательных
заводов. Вследствие этого сотни МСЗ в Европе были закрыты. Так, к концу
90-х гг. закрылись почти все МСЗ (кроме двух заводов около Лондона,
прошедших дорогостоящую реконструкцию, и нескольких тепло- и
электростанций, работающих на топливе с добавлением брикетированного
мусора) Великобритании, которая считается пионером мусоросжигания.