В соответствии с ГОСТом 30772-2001, утилизация мусора — деятельность по использованию мусора на этапах его технологического цикла, либо переработка и повторное его применение. Рециклинг — разновидность переработки отходов, связанная с повторным использованием сырья по прямому назначению. Он подразумевает возврат сырья, прошедшего обработку, в производственный цикл. Рециклинг — более узкое понятие по отношению к утилизации.

Виды отходов, подходящие для рециклинга

Рециклинг отходов чаще применяется по отношению к ТБО и строительному мусору — то есть к продуктам, созданным человеком, и не подверженным быстрому естественному разложению. Перерабатывать во вторичное сырьё можно:

металлические банки;
металлокорд из шин;
древесную стружку;
стеклянную тару;
продукцию целлюлозно-бумажной промышленности;
пластмассы;
лом чёрных и цветных металлов.

Возможное количество переработок мусора

Первичный рециклинг применяют по отношению к однотипным материалам, не загрязнённым краской, примесями и т.п. Пример — переработка отходов собственного производства на предприятиях в связи с пуском новой линии. Мусор смешивают с исходным сырьём для обеспечения качества продукции.
При вторичном рециклинге нужна дополнительная механическая переработка: сортировка, очистка от загрязнений и измельчение. Процесс применяют по отношению к полиэтиленовым плёнкам, так как они сильно загрязнены из-за большой площади поверхности. Вторичный рециклинг более энергоёмкий и дорогой.
Под третичным рециклингом понимают повторную химическую переработку сырья. Оно нагревается и превращается в низкомолекулярные вещества, которые можно применять для изготовления новой продукции.
Четвертичный рециклинг отходов — это сжигание отходов в инсинераторах или пиролизных установках. Через этот процесс проходят старые шины, грязные пластиковые каски, отходы медицинских учреждений и т.д. Это наиболее эффективный способ утилизации сырья, так как максимально сокращается объём отходов, а образующиеся в процессе фракции — газ, пиролизную жидкость — можно использовать как топливо.

Классы рециклинга отходов

Рециклинг и утилизация отходов — не универсальные процессы, то есть к каждому виду мусора нужно подбирать подходящий вариант. Применяются 4 метода переработки, которые используются по отдельности или комплексно.

Механический метод

Механическая обработка подразумевает измельчение. Разрезанные материалы можно переработать, использовать вторично, применять как наполнители. Чем выше качество вторсырья, тем более сложные изделия можно создать.

Преимущество метода — простота и надёжность. В цехах сырьё измельчается на автоматических производственных линиях, что позволяет наладить недорогое производство.

К недостаткам способа относятся:

низкое качество вторичной продукции по сравнению с новыми изделиями;
ограниченная сфера применения вторсырья из-за худшего качества;
повышенный риск самовозгорания материалов в процессе измельчения (из-за наличия в полимерах катализаторов, которые могут воспламениться при контакте с воздухом).

Инсинерация отходов

Сжигание мусора в инсинераторах для получения тепловой энергии — самая примитивная технология переработки. Её плюсы:

дешёвая ликвидация наиболее токсичных и опасных веществ;
уменьшение объёма отходов;
при сгорании образуется много тепловой энергии;
золу можно использовать для производства бетонных наполнителей.

Серьёзный минус этого метода — попадание в атмосферу токсичных веществ, включая канцерогенные газы. Проблема частично решается установкой детекторов дыма и фильтров-уловителей, но это дорогая модернизация.

Пиролиз отходов

Пиролиз — метод сжигания, в котором не участвует кислород. В результате температурной обработки отходы распадаются на простые вещества, параллельно выделяются газ и жидкость, которые служат топливом. Существуют три вида пиролиза: низкотемпературный, среднетемпературный и высокотемпературный.

Пиролиз — более экологичный метод рециклинга, особенно при оснащении установок фильтрами и детекторами выбросов, измеряющими концентрацию летучих соединений серы и фосфора.

В ходе пиролиза высвобождается больше энергии, чем при сжигании мазута. Вторичное сырьё (например, металлокорд из покрышек) можно использовать при изготовлении новых изделий. Пиролизную жидкость очищают и перерабатывают в искусственную нефть. Газ из установок идёт на дожиг или используется на ТЭС.

Полукокс, остающийся после пиролиза, можно захоронить на стандартном полигоне ТБО, так как он не представляет значительной опасности для экосистем.

Химический метод

Отходы одного вида сортируют и воздействуют на них химическими реагентами (пример: деполимеризация, газификация). В результате меняется структура материала. Химический метод подходит для переработки строительного мусора и пластика.

В качестве химических реагентов используются:

спирты;
растворы щелочей;
кислоты.

Продукты химического рециклинга используются в лакокрасочной промышленности и при производстве плёнок и порошков.

Недостаток метода — повышенная наукоёмкость и дороговизна. В связи с этим химический рециклинг отходов недостаточно развит в СНГ.

Технологии проведения рециклинга

Выбор технологии рециклинга зависит от типа отходов. Учитываются также объём и состоянии мусора, то есть наличие структурных повреждений, ржавчины, загрязнений и т.п.

На первом этапе мусор проходит сортировку и очистку. Некоторые изделия (использованную стеклотару) необязательно перерабатывать, достаточно тщательного мытья. Очистка лома чёрных металлов от мусора производится с помощью мощных магнитов.

Рассортированный мусор распределяют по разным производственным линиям:

Покрышки, крупные ТБО режут промышленными ножницами, потом сжигают в пиролизных печах.
Куски древесины измельчаются для превращения в ДСП или сгорают в инсинераторах.
Металлический мусор (жестяные банки, провода, обрезки труб) переплавляют в новые изделия.
Пластиковый мусор химически превращается в готовое к использованию сырьё.

В зависимости от способа переработки, конечный продукт складируют для дальнейшей переработки (пример: металлокорд из шин), захоранивают на полигонах (полукокс) или заново используют по прямому назначению (вымытая стеклотара, переработанная макулатура).

Переработка многокомпонентных изделий (компьютеров, сотовых телефонов и т.п.) значительно осложнена необходимостью демонтажа и разборки устройств.
Для эффективного внедрения рециклинга необходимо ввести раздельный сбор мусора, так как на предприятиях по техническим причинам нельзя идеально рассортировать сырьё.

Виды вторичного сырья

По происхождению вторсырьё делят на биологическое (древесина, пищевые отходы, макулатура) и технологическое (всё остальное).

Основными видами вторсырья являются металлолом, стекло, макулатура и пластик.
Металлолом пускают на производство новых изделий, не требующих высокого качества материала: жестяных банок, прутов, труб и т.д.

Если стеклянное изделие не повреждено, достаточно качественной очистки. В случае полной переработки из него выдувают новую стеклотару. Из превращённого в крошку стекла делают песок для строительства.

Макулатуру из старых книг и газет используют для производства новых печатных материалов.

Пластик химически перерабатывают (с учётом его сорта) и используют при сборке пластмассовых изделий.

Тепловую энергию, получаемую во время пиролиза, можно использовать для отопления помещений. Горючие фракции (газ и жидкость), выделяющиеся в процессе, используют как топливо.

Экономическая выгода переработки мусора

Правильно организованный рециклинг снижает денежные затраты на производство товаров. На создание многих изделий с нуля требуется больше энергии, труда и времени, чем на переработку. Нужно добыть сырьё, доставить на перерабатывающее предприятие, затем обработанное сырьё доставить на завод и изготовить из него товар.

Экономическая целесообразность переработки зависит от разницы стоимости между первичным и вторичным сырьём, необходимого для переработки топлива и технической сложности процесса. Если переработка признаётся убыточной, мусор захоранивают на полигоне.