Исследование особенностей и путей повышения эффективности утилизации твердых полимерных отходов

ОПРЕДЕЛЕНИЯ 4
ОБОЗНАЧЕНИЕ И СОКРАЩЕНИЕ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 Существующие технологии утилизации твердых полимерных
отходов в Самарской области 13
1.1 Понятие полимерных отходов и их применение в
промышленности 13
1.2 Статистический анализ образования и утилизации отходов 21
1.3 Анализ существующих технологий утилизация твердых
полимерных отходов 27
2 Исследование перспективных направлений по утилизации твердых
полимерных отходов 38
2.1 Устройство термической переработки резины и пластмасс 38
2.2 Недеструктивная утилизация 42
2.2.1 Механическая переработка 42
2.2.2 Химическая модификация 45
2.3 Деструктивная утилизация 46
2.4 Саморазлагающиеся полимеры 51
2.4.1. Биоразлагаемые полимеры 52
2.4.2 Фотодеградация и гидродеградация 58
3 Исследование путей повышения эффективности утилизации твердых
полимерных отходов 61
3.1 Особенности утилизации твердых полимерных пластмасс 61
3.2 Особенности утилизации полимерных композиционных материалов 66
3.3 Пути повышения эффективности утилизации твердых полимерных отходов 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Купить

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