Тема дипломной работы: Разработка практических рекомендаций по повышению эффективности схем переработки бытовых пластиковых отходов

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.. 2

Глава 1 БЫТОВЫЕ
ПЛАСТИКОВЫЕ ОТХОДЫ... 5

1.1      КЛАССИФИКАЦИЯ
ОТХОДОВ.. 5

1.2 ОБЪЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ ПЛАСТИКОВЫХ
ОТХОДОВ И СРАВНЕНИЕ КАЧЕСТВА ИХ ПЕРЕРАБОТКИ В РФ И МИРЕ.. 9

1.3      РЫНОК
ВТОРИЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО СЫРЬЯ В РОССИИ.. 16

1.4  
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ.. 24

Глава 2. АНАЛИЗ
СУЩЕСТВУЮЩЕЙ СИТУАЦИИ В СИСТЕМЕ ОБРАЩЕНИЯ С ПЛАСТИКОВЫМИ ОТХОДАМИ В РЕГИОНЕ. 37

2.1 АНАЛИЗ РЕГИОНАЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ
ОБРАЩЕНИЯ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ.. 37

2.2 СВЕДЕНИЯ О ЗОНЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
РЕГИОНАЛЬНОГО ОПЕРАТОРА ПО ОБРАЩЕНИЮ С ТКО.. 42

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ
ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛАСТИКОВЫХ ОТХОДОВ И ИХ ОЦЕНКИ. 45

3.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЕКТА СОЗДАНИЯ
ПРОИЗВОДСТВА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ПЭТ-ТАРЫ... 45

3.2 ПЛАН УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ.. 49

3.3      ОЦЕНКА
ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ПЭТ-ПЛАСТИКА.. 51

3.4      ОЦЕНКА
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ПЭТ-БУТЫЛОК.. 54

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 58

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 60

ПРИЛОЖЕНИЕ.. 64

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время в промышленности все чаще используются полимерные изделия. Это связано с тем, что данный продукт обладает самой низкой стоимостью, хорошей прочностью и долговечностью. Помимо положительных характеристик полимерные изделия имеют и массу отрицательных. К отрицательным, в первую очередь относятся – пластиковое загрязнение и выброс опасных химикатов в окружающую среду. Каждый день в мире из-за таких загрязнений исчезают сотни видов животных и птиц, а в атмосфере Земли появляется все больше озоновых дыр.
По официальным данным на 2018 год во всём мире производится в год около 380 млн тонн пластика. С 1950 года по 2018 было произведено около 6,3 млрд тонн пластика, из них было переработано около 9 %, а сожжено — 12 %. Огромное количество пластиковых отходов попадает в окружающую среду. Исследования предполагают, что тела 90 % морских птиц содержат в себе пластик.
Переработка полимерных отходов напрямую влияет на состояние окружающей среды в будущем.
Поэтому актуальность выбранной темы определяется необходимостью выявления факторов, влияющих на эффективность переработки бытовых пластиковых отходов с целью усовершенствования процесса.
Целью исследования является разработка практических рекомендаций по повышению эффективности схем переработки бытовых пластиковых отходов на основе оценки их экологической и экономической эффективности, а также на основе анализа текущей ситуации в системе управления отходами на уровне Крыма.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Рассмотреть динамику накопления бытовых пластиковых отходов
2. Оценить уровень переработки полимерных отходов в Российской Федерации и сравните полученные данные с результатами других стран.
3. Оценить спрос и предложение на вторичные полимерные ресурсы на мировом и российском рынках.
4. Обобщить и проанализировать основные существующие научно-методические подходы к оценке эколого-экономической эффективности переработки твердых бытовых отходов.
5. Изучить текущую ситуацию с обращением с пластиковыми отходами на уровне Крымского региона.
6. Разработать практические рекомендации по оптимизации схем утилизации бытовых пластиковых отходов и оценить их эффективность.
Объект исследования – схема переработки бытовых пластиковых отходов.
Предмет исследования – экологические и экономические показатели эффективности утилизации бытовых пластиковых отходов при реализации оптимальных схем их переработки.
Научная новизна – разработка эколого-экономической оценки эффективности при переработке ПЭТ-пластика.
В качестве методов исследования были проведен анализ и обобщение данных из специализированной литературы, публикаций в периодических изданиях, учебниках, а также анализ рынка вторичного сырья, методы переработки пластмасс и государственная политика в области обращения с отходами. В том числе использовались методы экономического анализа - сравнение, методы оценки экономической эффективности проектов, методы оценки экологических показателей.
Данный диплом состоит из нескольких частей. Первая часть посвящена классификации, анализу состояния, методам переработки и использования пластиковых отходов, государственной политике в области обращения с отходами. Во второй части проводится анализ региональной политики по управлению отходами, регионального опыта по переработке твердых бытовых отходов, по направлениям деятельности региональных операторов. В третьей части проводится технико-экономическое обоснование проекта по созданию производства по переработке ПЭТ-пластика, а также расчет экологической эффективности проекта. Заключение и список использованной литературы приведены в конце.

Глава 1 БЫТОВЫЕ ПЛАСТИКОВЫЕ ОТХОДЫ
1.1 КЛАССИФИКАЦИЯ ОТХОДОВ

Пластмассы — материалы на основе синтетических или природных макромолекулярных соединений (полимеров). Чрезвычайно широко распространено использование полимеров на синтетической основе.
Название «пластик» означает, что данный материал под воздействием тепла и давления способен образовывать и сохранять желаемую форму после охлаждения или отверждения. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязко текучего или высокоэластичного) состояния в твердое состояние (стеклообразное или кристаллическое).
Полимеризация - это реакция сочетания мономерных молекул t, которая не сопровождается выделением побочных продуктов. Следовательно, элементный состав мономеров и полученный полимер одинаковы. Полимеризация может быть осуществлена путем открытия двойных и тройных связей ненасыщенных соединений, а также путем открытия различных гетероциклов. В зависимости от природы активных центров, инициирующих цепной процесс, различают радикальную и ионную полимеризации.
Поликонденсация представляет собой ступенчатую реакцию, рост цепи происходит в результате взаимодействия мономерных молекул друг с другом, а также промежуточных продуктов: олигомерных или полимерных молекул или при взаимодействии олигомерных и полимерных молекул друг с другом. В результате образуются соединения с функциональностью исходного материала.
Основными компонентами пластмасс являются полимеры и наполнители. Использование наполнителей позволяет получать пластики с широким спектром свойств из одного и того же материала.
Это связано с поверхностными процессами на границе раздела полимер-наполнитель. Поверхность наполнителя с полимером полностью смачивается, и энергия связи между ними увеличивается. Эти процессы улучшаются путем добавления пластификаторов и некоторых растворителей. В качестве наполнителей используются чистые смолы, минеральные материалы, древесная мука, стекловолокно, воздух.
Пластмассовые изделия не расстворяются в воде. А содержащиеся в них концентрированные кислоты вредны для продуктов. Но степень растворения определяется составом продукта и концентрацией кислоты. Органические растворители, такие как бензол, толуол, ксилол, ацетон и другие, частично или полностью разрушают структуру полимеров.
Высокая температура и ультрафиолетовое излучение вызывают старение пластмасс. Для некоторых теплостойкость достигает 80-130 ° С (поликарбонаты). Микроорганизмы также могут разрушать многие пластические материалы (например, полистирол). Морозостойкость определяется типом пластика и наполнителя в его составе, но большинство материалов выдерживают температуру до –30 ° C. Пластмассы обладают высокими диэлектрическими свойствами.
Механические свойства пластика зависят от природы полимера и наполнителя. Пластмассы могут быть твердыми и прочными, легкими, гибкими и эластичными. Все пластмассы обладают высокими теплоизоляционными свойствами.
Такие полимерные материалы широко используются во многих областях человеческой деятельности. В строительстве это производство труб, напольных и кровельных покрытий, дверей, изоляционных материалов. В машиностроении пластмассы используются для производства болтов, гаек, подшипников и т. Д., В медицине - искусственных клапанов сердца, глазных линз, ортопедических вкладок и т. Д., В автомобильной промышленности - для отделки салонов, кузовов и салонов. ,
Пластмассы делятся на термопласты и термореактивные материалы. Термопласты сохраняют способность возвращаться в состояние вязкой жидкости. В состав термопластов входят полиэтилен, ПВХ, полиамид.
К термореактивным относится полимер, который необратимо отверждается путем отверждения из мягкого твердого или вязкого жидкого форполимера или полимера. Отверждение индуцируется теплом или соответствующим излучением и может усиливаться под высоким давлением или смешиваться с катализатором. Это приводит к химическим реакциям, которые создают обширные сшивки между полимерными цепями с образованием огнеупорных и нерастворимых полимерных сетей.
Термореактивные пластики обычно прочнее термопластичных материалов благодаря трехмерной сети связей (сшивание), а также лучше подходят для высокотемпературных применений вплоть до температуры разложения, поскольку они сохраняют свою форму в виде прочных ковалентных связей между полимерными цепями не может быть сломан легко. Чем выше плотность сшивки и содержание ароматических соединений от термореактивного полимера, тем выше устойчивость к тепловому разложению и химическому воздействию. Механическая прочность и твердость также улучшаются с увеличением плотности сшивки, хотя и за счет хрупкости. Они обычно разлагаются перед плавлением.
Чтобы упростить идентификацию пластиковых отходов, была разработана международная классификация, которая определяет отходы, пригодные для переработки, и обозначаются они экологической маркировкой типа 2 (с лентой Мебиуса), где у каждого типа пластмассы есть свой номер и обозначение, показанное в таблице 1.

Таблица 1 – Виды пластика
Цифровой
код Буквенное обозначение Наименование пластика
1 PET (ПЭТ) полиэтилентерефталат
2 HDPE (ПНД) полиэтилен высокой плотности низкого
давления
3 PVC (ПВХ) поливинилхлорид
4 LDPE (ПВД) полиэтилен низкой плотности высокого давления
5 PP (ПП) полипропилен
6 PS (ПС) полистирол
7 OTHER Любой другой пластик

1.2 ОБЪЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ ПЛАСТИКОВЫХ ОТХОДОВ И СРАВНЕНИЕ КАЧЕСТВА ИХ ПЕРЕРАБОТКИ В РФ И МИРЕ

По данным Росприроднадзора, в 2017 году в России образовалось 6 млрд 220,6 млн тонн промышленных и бытовых отходов. Это на 779,6 млн. Тонн больше, чем в 2016 году. Из них 2 млрд. 53,9 млн. (33,2%) были переданы для повторного использования. Было нейтрализовано 15,6 миллиона (0,25%), 2 миллиарда 378 миллионов (38,2%) было отправлено на хранение, 826 миллионов тонн (13,2%) было отправлено на утилизацию.
Состав ТКО по компонентам варьируется в широких пределах; Показатели содержания отдельных компонентов могут варьироваться во много раз или даже в десятки раз.
Среди основных факторов, определяющих временную нестабильность и пространственную изменчивость компонентного состава ТКО, можно выделить следующие:
• период времени (структура потребления товара подвержена постоянным изменениям); - сезонность (например, при падении состава ТКО содержание пищевых отходов увеличивается);
• климат (климатические условия местности определяют структуру продуктов питания, выращиваемых на месте);
• транспортная доступность (развитые связи с другими территориями отражаются в номенклатуре используемых товаров);
• источники образования отходов (например, отходы населения существенно отличаются по составу от отходов инфраструктуры);
• структура населения (отходы от населения с разным уровнем дохода и занятостью, как правило, имеют разный компонентный состав);
• степень благоустройства жилья (такие факторы, как наличие печного отопления, этажность жилого фонда, наличие мусоропроводов влияют на состав отходов); - система сбора отходов (наличие или отсутствие раздельного сбора и т. д.);
• тип и размер использованных мусорных баков (например, крупногабаритные отходы обычно хранятся в больших контейнерах); - частота сбора отходов; - развитие рынка вторичного сырья (развитый рынок вторичного сырья помогает снизить содержание полезных компонентов в отходах)
ТКО имеют различный компонентный состав, который варьируется в широких пределах. Значения содержания отдельных компонентов в составе отходов могут варьироваться до десятков раз.
Если рынок вторичного сырья достаточно развит, количество полезных компонентов в отходах уменьшается. Существуют следующие основные факторы, определяющие изменчивость компонентного состава ТКО во времени и пространстве:
1. Промежуток времени. Структура потребления товара постоянно меняется, в зависимости от сезона.
2. Местный климат. Климат региона влияет на состав пищи, которая здесь выращивается.
3. Транспортная доступность. Ассортимент товаров зависит от того, насколько хорошо развито транспортное сообщение с другими регионами.
4. Источники отходов. Состав бытовых отходов существенно отличается от состава отходов инфраструктуры.
5. Уровень обустройства дома. Количество этажей жилых зданий, порядок сбора отходов (есть ли раздельный сбор, водосточный желоб), использование печного отопления - все это влияет на состав отходов.
6. Система управления отходами. Размер и тип мусорных баков на месте. Частота, с которой отходы утилизируются.
Важно, что нынешний состав отходов значительно изменился за последние годы. Производители стали чаще использовать упаковку, потребители стали чаще покупать полуфабрикаты - поэтому в составе ТКО увеличилось содержание картона, бумаги и полимеров. Вы можете отследить тенденцию перехода от бумажной упаковки к полимерной. В связи с этим доля полимеров в ТКО увеличивается быстрее, чем доля бумаги и картона.
Прогнозируется усложнение состава полимерных продуктов и дальнейшее увеличение массы полимеров в составе ТКО. Когда одноразовые предметы гигиены стали популярными, их содержание выросло до 2-3% от общей массы отходов и даже больше.
Наблюдается очевидная тенденция к уменьшению объема, массы и доли пищевых отходов: население стало потреблять больше полуфабрикатов, готовых к приготовлению, с упрощенными условиями хранения продуктов питания и улучшенными в качестве. Состав пищевых отходов также изменился. Раньше основная часть пищевых отходов были очистки от картофеля и капусты, теперь содержание фруктовой очистки увеличилось.
Наблюдается заметная тенденция к снижению доли металла в составе ТКО. Однако параллельно с этим увеличилась доля цветных металлов - появились алюминиевые банки от пива и других напитков.
В последние годы отмечено снижение содержания стекла в ТКО. Это связано с уменьшением использования стеклянной тары.
Анализ структуры потребления отходов затруднен по причине отсутствия системы сбора достоверных данных о количестве образующихся и использованных отходов. Поэтому в анализе можно полагаться только на оценки различных экспертов и их показатели.
В составе ТКО обычно выделяется от десяти до пятнадцати компонентов. Среди них: пластик, картон и бумага, пищевые отходы, цветной и черный металл, стекло, дерево, резина, кожа, кости, строительные материалы и многое другое. Анализ ТКО по основным компонентам будет приведен в таблице 2