Тема: Исследование особенностей и путей повышения эффективности утилизации твердых полимерных отходов

В соответствии с Государственным докладом «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году» Образование отходов IV класса опасности, в состав которых входят, в том числе, полимерные отходы распределяется с 2013 г по 2015 следующим образом 2013 г. - 97,1; 2014г. - 104,3, 2015г. - 88,2 млн. т. Общая величина накопленных и учтенных отходов производства и потребления в целом по стране составляла на конец 2015 г. примерно 31,5 млрд т.
Несмотря на небольшой удельный вес IV класса отходов в общем количестве образования отходов, эффективное обращение с ними крайне важно, так как от этого напрямую зависит состояние окружающей среды в местах проживания людей. Кроме того, вторичная переработка некоторых видов отходов, в частности твердых полимерных отходов, является дополнительным ресурсом для получения сырья, материалов и энергии для народного хозяйства.
На сегодняшний день, в России практика обращения с отходами не дает желаемых результатов по уменьшению негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека. Тем временем, полимерные материалы широко используются практически во всех отраслях науки, техники и быта в современном мире. Как правило, это искусственно получаемые вещества и соединения, которые обладают определенными полезными свойствами, отличными от натуральных материалов - повышенной плотностью и износостойкостью, прочностью и термопластичностью, легкостью и долговечностью.
Один из основных типов полимерных материалов - это пластмассы. Они представляют собой группу органических материалов, основу которых составляют синтетические или природные смолообразные высокомолекулярные вещества, способные при нагревании и давлении формоваться, устойчиво сохраняя приданную им форму.
Пластмассовые изделия (полимеры) характеризуются обширной сферой применения. Их используют в автомобилестроении для производства грузовиков, автобусов, мотоциклов и запчастей для них, а также автомобильных двигателей и систем зажигания. Полимеры незаменимы в кораблестроении, в строительстве авиатехники, оборудования для железных дорог, а также военного и космического оборудования.
Из полимеров изготавливают различного вида упаковки: бутылки, контейнеры, мешки, кульки, пакеты, а также чашки и тарелки. Из этих материалов делают бечевки, ленты, посуду одноразового использования.
Производители полимерных изделий изготавливают трубы, акведуки, дренажные и ирригационные и водопроводные системы, софиты, вывески. Они служат для изоляции и в качестве напольных покрытий, панелей и крыш, окон и дверей, их применяют в качестве материалов для отделки стен. Полимеры используют для изготовления сантехники, лестниц, решеток и оград. Разного рода электронику и электротехнику выпускают с применением пластмассовых изделий: телевизоры, холодильники, стиральные машины и кондиционеры, офисную технику, а также осветительные приборы, телефонные аппараты и компоненты электротехники, такие, как полупроводники, резисторы, батареи, провода, кабели. Изделия из пластмассы применяют в производстве радиоприемников, измерительного оборудования. Производство переносных ламп и торшеров, жалюзи и тентов не обходится без полимеров.
Жесткая мебель широкого применения, включая сидения для стадионов и публичных зданий, декоративная мебель с имитацией дерева, подушки, занавески, ставни и навесы - все это производится с участием полимеров.
Широкий спектр применения полимерных материалов известен и в потребительской сфере. Они входят в состав клеев, уплотняющих материалов, рисовальных и печатных красок, эмали, лаков, используются для мелования бумаги. Даже в изготовлении одежды, ручных сумок, багажа, кнопок, украшений, садового и медицинского оборудования, игрушек, спортивных товаров и кредитных карточек нашли применение пластмассовые изделия.
При всех своих полезных свойствах данный материала достаточно дешевый, в связи с чем объемы и сферы применения полимеров в мире и России в частности продолжат расти. С ростом объемов использования, продолжат расти показатели образования отходов. Поэтому так важна искать и применять новые пути утилизации отходов.
Цель и задачи. Целью работы является исследование различных методов утилизации твердых полимерных отходов и выявление наиболее перспективных направлений их переработки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить особенности полимерных материалов и изделий из них.
2. Изучить статистические данные образования полимерных отходов.
3. Исследовать существующие технологии утилизации полимерных отходов и провести их сравнительный анализ.
4. Исследовать перспективные направления и методы, которые находятся в разработке и пока широко не применяются как средства утилизации отходов.
5. Выявить пути повышения эффективности утилизации для определенных видов отходов и изделий из полимеров.
Объект исследования: Методы, способы и направления переработки отходов
Предмет исследования: полимерные материалы и твердые полимерные отходы.
Теоретическая и методологическая база исследования:
ГОСТ 24888-81 Пластмассы, полимеры и синтетические смолы. Химические наименования, термины и определения;
Федеральный закон №89-ФЗ. «Об отходах производства и потребления»;
Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ (ред. от 03.07.2016) "Об охране окружающей среды";
СанПиН 2.1.7.722-98 «Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов»;
СанПиН 2.1.7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления»;
ГОСТ Р 54533-2011 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Руководящие принципы и методы утилизации полимерных отходов»
Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году»;
Государственный доклад о состоянии окружающей среды и природных ресурсов Самарской области за 2015г.;
Научная статья. Петров А. В., Дориомедов М. С., Скрипачев С. Ю. : Технологии утилизации полимерных композиционных материалов (обзор) Электронный научный журнал "ТРУДЫ ВИАМ»;
Научная статья. Базунова М. В., Прочухан Ю.А. Способы утилизации отходов полимеров. Вестник Башкирского университета;
Научная статья. Родионов Д. А., Суворина И. В., Князев Ю. В. Способы сортировки полимерных отходов. Молодой ученый.
Научная новизна исследования заключается в выявлении наиболее эффективных путей переработки отходов, подходящих для определенного вида полимерного материала.
Теоретическая и практическая значимость диссертации связана с изучением перспективных методов и способов переработки полимерных отходов, которые могут быть разработаны и реализованы в Самарской области.
Положения, выносимые на защиту:
1. Анализ особенностей полимерных материалов и изделий из них.
2. Анализ статистических данных образования полимерных отходов.
3. Сравнительный анализ существующих технологий утилизации полимерных отходов
4. Анализ перспективных направлений и методы, которые находятся в разработке и пока широко не применяются как средства утилизации отходов.
5. Пути повышения эффективности утилизации для определенных видов отходов и изделий из полимеров.
Степень достоверности и апробация результатов. Результаты работы внедрены
Диссертация состоит из определений, обозначений и сокращений, введения, трех глав, заключения и списка используемых источников. Основная часть исследования изложена на 90 страницах, текст иллюстрирован 10 рисунками, и содержит 4 таблицы.

Купить

В данной работе было проведено исследование особенностей и путей повышения эффективности утилизации твердых полимерных отходов.
Полимерные материалы широко применяются в современном мире из за своих полезных свойствах, а именно материал достаточно дешевый, в связи с чем объемы и сферы применения полимеров в мире и России в частности продолжат расти. С ростом объемов использования, продолжат расти показатели образования отходов. Поэтому так важно искать и применять новые пути утилизации отходов.
В работе были рассмотрены различные виды полимерных материалов, изделий их них, а также образующиеся тверды отходы от использования данного сырья. Также приведена статистика образования отходов.
Описаны существующие и наиболее распространенные способы утилизации отходов. Приведены их преимущества и недостатки. Также описано государственное регулирование в области охраны окружающей среды на основе некоторых нормативно-правовых актах. Описано влияние существующих технологий переработки отходов на окружающую среду.
Перечислены способы, рассмотрены технологически установки и процессы. Рассмотрены преимущества и недостатки каждого метода, а также влияние данных процессов на окружающую среду.
Приведено исследование наиболее эффективных путей утилизации полимерных отходов, а также описаны исследования способов утилизации для определенного вида полимеров. Рассмотрены особенности утилизации твердых полимерных пластмасс.
По итогам работы выявлены наиболее перспективные направления и пути переработки твердых полимерных отходов. Проведен анализ существующих видов полимеров и наиболее эффективных путей переработки определенных видов.
В результате выполненного исследования решены следующие задачи:
1. Изучены особенности полимерных материалов и изделий из них.
2. Изучены статистические данные образования полимерных отходов.
3. Исследованы существующие технологии утилизации полимерных отходов и провести их сравнительный анализ.
4. Исследованы перспективные направления и методы, которые находятся в разработке и пока широко не применяются как средства утилизации отходов.
5. Выявлены пути повышения эффективности утилизации для определенных видов отходов и изделий из полимеров.
На основе вышеизложенного, рекомендуется системный подход при разработке и проектировании технологий утилизации твердых полимерных отходов, в рамках которого необходимо использовать:
1. Уровни переработки отработанных полимерных материалов
2. Функционально-целевую структуру ГПС переработки вторичных полимеров
3. Функционально-целевую структуру подсистемы сортировки твердых отходов и сбора вторичного полимерного сырья
4. Функционально-целевую структуру подсистемы первого уровня ГПС (сортировки вторичного полимерного сырья)
5. Систематизацию способов утилизации изделий из полимеров
6. Рекомендованные способы вторичной переработки для отходов полимеров различного типа.

Купить