Analýza technologií a technických zařízení pro nakládání s odpadními plasty Bakalářská práce

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské, potravinářské a environmentální techniky Analýza technologií a technických zařízení pro nakládání s odpadními plasty Bakalářská práce Vedoucí práce: Bc. Ing. Zdeněk Konrád, Ph.D. Vypracoval: Martin Smolík

2 Zadání práce

3 PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Analýza technologií a technických zařízení pro nakládání s odpadními plasty vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis studenta..

4 PODĚKOVÁNÍ Rád bych touto cestou poděkoval vedoucímu své práce panu Bc. Ing. Zdeňku Konrádovi, Ph.D. za pomoc při tvorbě bakalářské práce a za poskytnuté cenné rady. Dále bych rád poděkoval zástupci firmy Transform a. s. panu Ing. Ondřeji Olivovi a zástupkyni firmy ESKO-T s. r. o. paní Pavle Pyskové za jejich ochotu a za poskytnuté informace.

5 Abstrakt Tato bakalářská práce se zabývá nakládáním s odpadními plasty. Práce se zaměřuje zejména na popis technologií, které využívají odpadní plasty, a na předpokládaný vývoj do budoucna. V úvodní části práce jsou definovány základní pojmy v oblasti recyklace odpadních plastů vzhledem k platným legislativním požadavkům. Dále se práce zaměřuje na popis různých druhů odpadních plastů a jejich použití. Následuje problematika třídění odpadních plastů a další případný vývoj v této oblasti. Práce poté pokračuje výčtem vybraných recyklačních technologií na zpracování odpadních plastů, kde se popisují technické postupy při zpracovávání odpadních plastů. Nejrozsáhleji jsou popsány metody zpracování polyethylentereftalátu (PET), a to z důvodu značného rozšíření tohoto plastu. V poslední části se práce zabývá jinými metodami zpracovávání odpadních plastů, než je recyklace. Jde především o využití odpadních plastů, jako zdroj energie při spalování. Dále se práce zabývá využíváním biologicky rozložitelných plastů, jako náhrady za konvenční plasty. Klíčová slova odpadní plasty, PET, recyklace, třídění odpadu Abstract This bachelor thesis deals with the management of plastic waste. The work focuses on the description of technologies that use plastic waste, and the outlook for the future. In the introductory part of the paper defines the basic concepts of recycling plastic waste due to applicable legislative requirements. The work focuses on the description of the different kinds of plastic waste and their use. The following is a problem of sorting plastic waste and other potential developments in this area. Work then continued list of selected recycling technologies for plastic waste, which describes the technical procedures for the processing of plastic waste. The most extensively described methods of processing polyethylene terephthalate (PET), because of the considerable expansion of the plastic.

6 The last part of the thesis deals with other methods of processing plastic waste than recycling. This mainly concerns the recovery of plastic waste, as a source of energy during combustion. The work deals with the use of biodegradable plastics as a substitute for conventional plastics. Key words plastic waste, PET, recycling, waste sorting

7 Obsah 1 ÚVOD CÍL PRÁCE ZÁKLADNÍ POJMY Z ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ Odpadové hospodářství Právní předpisy Zákon o odpadech Zákon o obalech Historie Recyklace ODPADNÍ PLASTY Polymery Rozdělení polymerů Využití plastů jako obalového materiálu METODY ZPRACOVÁNÍ ODPADNÍCH PLASTŮ Třídění a svoz odpadů Mýty a fakta o třídění odpadů Kryogenní drcení [BREF] Recyklace PUR Recyklace PET Tuhá alternativní paliva Zpracování PVC Spalování Transform a. s. Lázně Bohdaneč Biologicky rozložitelné plasty DISKUZE ZÁVĚR LITERATURA SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM ZKRATEK... 57

8 1 ÚVOD Plasty v současné době obklopují prakticky každého a i do budoucna budou hrát v našich domácnostech důležitou roli. Díky svým vlastnostem se staly v mnoha odvětvích nepostradatelnými. S jejich rostoucím počtem se však začal objevovat jeden vážný nedostatek. Co s odpadními plasty? Původní snaha, svážet odpadní plasty na skládky, není dobrým řešením, a proto se postupem času začalo přistupovat k recyklačním technologiím. Další možností, jak se odpadních plastů zbavit, bylo a je spalování, přestože takový způsob řešení tohoto problému má řadu odpůrců. Ať už je to jak chce, plasty jsou materiálem budoucnosti a společnost se jich nevzdá jenom tak. Protože jediným způsobem, jak se s plasty nadobro vypořádat, by bylo plasty nepoužívat, bude časem nevyhnutelně nutné přistoupit k nějakým způsobům, jak se jich zbavit nebo je alespoň rozumně využít. Další možností by bylo nahradit plasty něčím úplně jiným a takový krok by byl velice technicky i finančně náročný. Bylo by možné nahradit konvenční plasty nějakým biologicky rozložitelným materiálem, ale i tak by byl takový proces velice obtížný. Místo toho se většina institucí, která má na starost problematiku odpadů, snaží zdokonalit systémy sběry, recyklace a využití odpadních plastů. 8

9 2 CÍL PRÁCE Jedním z cílů této bakalářské práce je vymezit základní pojmy, které jsou využívány v problematice odpadních plastů vzhledem k souvisejícím legislativním a normativním předpisům. Dalším cílem je vyhodnotit současný stavu nakládání s odpadními plasty vzhledem k historickému vývoji v České republice. Dále se tato práce bude soustředit na přehled technologií a technických zařízení, které jsou využívány pro nakládání s odpadními plasty. Posledním cílem bude zhodnotit současný stavu nakládání s tímto odpadem a předpokládané tendence v oblasti nakládání s odpadními plasty. 9

10 3 ZÁKLADNÍ POJMY Z ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ 3.1 Odpadové hospodářství Odpadové hospodářství je odvětví, které se zabývá předcházení vzniku odpadů, omezováním množství vznikajícího odpadu a následným zpracováním a odstraňováním již vzniklého odpadu. [3] Odpadové hospodářství se řídí hierarchií nakládání s odpady, která má několik hlavních části. První je předcházení vzniku odpadu, které se snaží o nacházení takových způsobů výroby, aby při nich žádný odpad nevzniká. Dalším stupněm nakládání s odpady je jejich příprava k opětovnému použití. Následuje recyklace a kompostování odpadu, které má zajistit využití odpadu jako suroviny. Předposledním způsobem, jak s odpadem naložit, je podle hierarchie energetické využití odpadu. Posledním způsobem je odstranění odpadu skládkováním. V poslední době panuje snaha o upřednostnění opětovného použití, materiálového využití a recyklace odpadů, případně energetického využití odpadů před skládkováním. [3] Zákon o odpadech nám dále upravuje termín odpadový hospodář. Odpadovým hospodářem může být určena pouze fyzická osoba, která má vysokoškolské vzdělání a nejméně 3 roky praxe v oboru odpadového hospodářství v posledních 10 letech, nebo střední vzdělání ukončené maturitou a nejméně 5 let praxe v oboru odpadového hospodářství v posledních 10 letech. Odpadový hospodář odpovídá původci odpadů nebo oprávněné osobě, která jej svým odpadovým hospodářem určila. Odpadový hospodář zajišťuje odborné nakládání s odpady a zastupuje původce nebo oprávněnou osobu při jednání s orgány veřejné správy v oblasti odpadového hospodářství. Původce odpadů a každá oprávněná osoba, kteří nakládali v posledních dvou letech s nebezpečnými odpady v množství větším než 100 t nebezpečného odpadu za rok, a provozovatel první a druhé fáze provozu skládky jsou povinni zajišťovat odborné nakládání s odpady prostřednictvím odborně způsobilé osoby. [14] 10

11 3.2 Právní předpisy Přestože se v odpadovém hospodářství vyzdvihuje hlavně zákon o odpadech, týká se této problematiky celá řada dalších zákonů. V roce 1991 byl schválen první zákon o odpadech, který upravoval nakládání s odpady souhrnně. Od té doby je schválen již třetí zákon. [3] Zákon o odpadech Nakládání s odpady je v České republice upraveno zákonem č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů (dále jen zákon o odpadech ). Zákon o odpadech upravuje pravidla pro předcházení vzniku odpadů a jejich nakládání s nimi, práva a povinnosti osob v odpadovém hospodářství a působnost orgánů veřejné správy. [7] Za odpad je obvykle považována každá movitá věc, která vznikla v procesu výroby a poskytování služeb nebo odpad vzniklý v domácnosti a která již není dále využita. Jako odpad jsou také považovány tuhé nebo tekuté odpady, ale patří sem i plynné odpady čili emise. [3] Podle zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech je odpad každá movitá věc, které se osoba zbavuje nebo má úmysl se zbavit a přísluší do některé ze skupin odpadů uvedených v příloze č. 1 k tomuto zákonu. Příloha č. 1 vyhlášky 381/2001 Sb., vymezuje 20 skupin odpadů. Současná právní úprava rozděluje odpad na dvě kategorie a to na odpad nebezpečný a odpad ostatní. [14] Odpad je takto definován s ohledem na právní předpisy Evropského společenství a to ve směrnici 75/442/EHS o odpadech. [7] Zákon o obalech Vzhledem k rostoucím problémům, které způsobují odpady z obalů, bylo nutné zavést první předpisy, které by nakládání s obaly nějakým způsobem omezovaly a definovaly. Základní evropský předpis v oblasti obalů a obalových odpadů tvoří směrnice Evropského parlamentu a Rady 94/62/ES o obalech a obalových odpadech. Jejím cílem je harmonizovat předpisy týkající se nakládání s obaly a obalovými odpady přijímané 11

12 na úrovni jednotlivých členských států. Hlavním účelem je zabránit negativním vlivům těchto odpadů na životní prostředí, zabezpečit fungování vnitřního trhu a zabránit překážkám narušujícím hospodářskou soutěž. [12] Platnou legislativou českou legislativu v oblasti nakládání s obaly a obalovými odpady představuje zákon č. 477/2001 Sb., o obalech a o změně některých zákonů. Zákon o obalech stanovuje práva a povinnosti podnikajících a fyzických osob, které uvádí obaly nebo balené výrobky na trh nebo do oběhu v České republice. [12] 3.3 Historie Styren byl poprvé destilován z balsového dřeva už v roce 1831, ale původní produkty byly příliš křehké a snadno se rozbily. Vinylchlorid, objevený v roce 1835, zaručil další vývoj gumárenského průmyslu. Tvarovatelné a stlačitelné nádobky byly zavedeny v roce 1947 a v roce 1958 byly vyvinuty smrštitelné fólie smísením polystyrenu se syntetickou gumou. Dnes jsou některé kontejnery na vodu a oleje vyrobeny z polyvinylchloridu, i když jsou často ekologicky nepřijatelné. I když celofán vyráběla firma DuPont v New Yorku už od roku 1924, pro komerční účely bylo balení využito až na počátku roku Mezitím byly polyetylenové fólie rezervovány pro vojenské účely. V roce 1933 chránily fólie z polyetylenu kabely v ponorkách a později se využívaly během druhé světové války k ochraně radarových kabelů a k balení léků. Polypropylen byl vyvinut po uvedení polyetylénu G. Natem v Itálii v roce Nádoby z polyethylentereftalátu (PET) se staly dostupnými během osmdesátých let dvacátého století a poprvé vstoupily na trh jako balení nápojů v roce Od roku 1980 je možné do nich balit horké potraviny. [27] V USA byl v roce 1965 vydán zákon o odstraňování tuhých odpadů. Nový zákon vyžadoval, aby existující spalovny byly vybaveny zařízením na regulaci spalin. Japonská veřejnost si vyžádala legislativní zákaz užívání takových plastů, které přicházejí ihned do odpadu. To vedlo ke vzniku zákona o odstraňování odpadu a čistotě měst v roce 1970, který stanovil, že výrobci byli nuceni se postarat o odpad vznikající při výrobě a také aby se vyráběly takové výrobky, které by bylo snadné odstranit. Například mlékárny, které v té době využívaly polystyrénové obaly na mléčné výrobky, musely zajistit opětovný sběr plastového odpadu a jejich zneškodnění. Švédská vláda 12

13 zakázala v šedesátých letech spalování odpadu na území měst, pokud takový odpad obsahoval odpad z PVC. [11] Od ledna 2001 byl na území města Brna zahájen systém separovaného sběru PET lahví, které jsou shromažďovány do speciálních kontejnerů pořízených z Fondu životního prostředí města Brna. Důvodem zavedení separovaného sběru byly legislativní požadavky Evropské unie i naše právní normy. Další příčinou bylo neustále se zvyšující množství PET lahví v komunálním odpadu, a také neúměrné navýšení jeho objemu, a sílící tlak veřejnosti požadující jejich separaci. Záměrem tohoto systému je vytřídění PET lahví určených k recyklaci, které by se jinak staly součástí zbytkového komunálního odpad. Jejich svoz z jednotlivých stanovišť je prováděn speciálním svozovým vozidlem s lineárním stlačením pro svoz vyseparovaných složek komunálního odpadu na místo třídění a následně se prodává odběrateli. Tento systém pro město Brno realizuje společnost SAKO Brno, a. s. [32] Třídění odpadů se rozmohlo v padesátých letech minulého století prostřednictvím sběrových soutěží na školách, kde se sbíral papír a kovy. V 70. letech minulého století jsme se mohli setkat s prvními kontejnery na sklo, s barevnými kontejnery na další komodity jsme se začali setkávat v devadesátých letech. Již deset let máme možnost třídit do barevných kontejnerů. [20] 3.4 Recyklace V oblasti zpracovávání odpadů jsou používány nejrůznější metody a technologie. Všeobecně nejdůležitějším problémem je minimalizace objemu vznikajícího odpadu. U průmyslových odpadů je tomu docíleno přechodem na moderní maloodpadové technologie. U komunálních odpadů se nejvíce osvědčila recyklace odpadů a využívání odpadu jako druhotné suroviny. Dalším způsobem nakládání s odpady je spalování a k tomu se přistupuje tehdy, dá-li se tímto postupem docílit úplného nebo částečného odstranění nebezpečných vlastností. V případě odpadních plastů je takto možné zpracovávat plasty, které byly nějakým způsobem kontaminovány, nebo se nehodí pro materiálovou nebo surovinovou recyklaci. [5] Primární recyklace Jako primární recyklace se označuje recyklace čistého nekontaminovaného odpadu jediného typu plastu. Je to nejjednodušší a nejlevnější typ recyklace, zvláště v případech, kdy odpad vzniká 13

14 ve výrobním závodě. Takový odpad je možné opět přidat jako surovinu stejné kvality, nebo jako druhořadý materiál o nižší kvalitě. Sekundární recyklace Odpad obsahující různé plasty je zpracován řadou operací, které mohou zahrnovat granulaci, drcení, separaci plastů, čištění a sušení. V závislosti na povaze zpracovávaného odpadu a v závislosti na požadavky na recyklovaný je možné rozdělit sekundární recyklaci na dva základní procesy. V první skupině je recyklace vytříděných plastů, kde se plasty rozdělí podle fyzikálně-chemických vlastností, hustoty, barvy, velikosti nebo rozpustnosti. Do druhé skupiny patří recyklace netříděných směsí plastového odpadu. Tento způsob spočívá v oddělení neplastového odpadu od směsného plastu bez předchozí separace. Tento způsob recyklace by měl umožnit v jednom kroku získat využitelné materiály přímo ze směsi odpadních plastů. Špatná mísitelnost polymerů rozdílného chemického složení je příčinou špatných mechanických vlastností výsledných směsí. Zlepšení vlastností takových směsí by bylo možné úpravou vzájemných poměrů jednotlivých druhů plastů, přidáním speciálních aditiv, zlepšujících jejich vzájemnou adhezi a přídavkem nepolymerních materiálů. Terciární recyklace Tento způsob zahrnuje chemické postupy, při nichž je polymerní materiál rozkládán na nízkomolekulární látky, vhodné k opětovnému použití jako monomery využitelné k opětovné polymeraci, paliva nebo chemikálie. Kvartérní recyklace Poslední způsob nakládání s odpadními plasty spočívá ve využití energie spalováním plastů. Spalování za účelem využití tepla je dnes nejefektivnější cestou ke snížení objemu organického odpadu, který nemůžeme už jinak dále využít. Plasty mají vysokou energetickou hodnotu a jsou proto důležitou složkou spalovaného pevného komunálního odpadu. [10] Termín recyklace odpadů by se dal vysvětlit, jako vrácení odpadu zpět do výrobního procesu. Za recyklační technologii se obvykle považují takové způsoby zpracovávání odpadů, při kterých jsou nějakým způsobem využívány vznikající odpady. Pokud už nějaký odpad vzniká, nejlogičtějším krokem by bylo využít daný odpad v takové formě v jaké je. Takový odpad je možné využít ke stejnému nebo podobnému účelu, k jakému odpad původně sloužil. Pokud již není možně opětovně takový odpad 14

15 použít, tak je nutné ho upravit. Je možné využít energetického potenciálu odpadů k výrobě alternativních paliv nebo je možné se zaměřit na surovinové a materiálové využití. Recyklace je jednou z cest, kterou je možné vyřešit rostoucí problémy se získáváním surového panenského materiálu. Recyklováním odpadů dále dochází k úspoře energií, které by byly vynaloženy při těžbě a zároveň tak dochází k ochraně životního prostředí. Při celém procesu je nejdůležitější brát v potaz několik základních faktorů, které ovlivňují možnosti použití recyklačních technologií. [4] Ekonomie V současné době je jedním z nejdůležitějších rozhodovacích kritérií při zavádění recyklačních technologií jejich investiční náročnost. U některých druhů odpadů je ekonomicky výhodnější investovat větší finanční prostředky do omezení vzniku odpadu přímo ve výrobě, než se zabývat vývojem účinnějších technologií pro recyklaci. Jinde je výhodné využít vytříděného odpadu jako druhotnou surovinu, protože je samotné získání prvotní suroviny velmi náročné a odpadní materiál je už v podstatě připravený na opětovné vstoupení do procesu a je zbavený případných nečistot, které by bylo nutné z prvotních materiálů složitě eliminovat. Zásadní je také poměrně nízká výkupní cena odpadního materiálu, která může hrát významnou roli. Pokud by došlo k přiblížení cen druhotné a prvotní suroviny, tak by snižovalo zájem zpracovatelů na využívání druhotných surovin. Příliš nízká cena druhotných surovin by na druhou stranu snižovala zisk z prodeje podniků, které se zabývají zpracováváním odpadů a v takovém případě by se nevyplatilo odpady zpracovávat a za nízké ceny prodávat. Dále by bylo nutné zajistit efektivní sběr odpadů, aby nedocházelo k ekonomickým ztrátám, které by se musely vynakládat na dodatečné třídění odpadu. [9] Energetika Při rostoucích cenách energií je spotřeba elektřiny další hlavní faktor, se kterým je nutné počítat, při zavádění recyklačních technologií. U některých odpadů je energetický výhodnější recyklovat již jednou zpracovaný materiál, než složitě vytvářet nový výrobek. [9] Ekologie Vyšším využitím odpadů se snižuje množství odpadů, které by v jiném případě putovalo přímo na skládky a tak se snižuje ekologická zátěž, kterou musí krajina zvládat. Příkladem může být způsobování sekundární prašnosti a ohrožení kvality podzemních vod. Zpracování odpadů je velmi často spojeno s podstatně menším množstvím exhalací a vzniká i menší množství tuhých odpadů. Zde je nutné si uvědomit, zda je recyklační technologie skutečně nezávadná, nebo je proces recyklace ještě větší zátěží pro životní prostředí. [9] 15

16 Technické a materiálové meze Vždy bude docházet k energetickým ztrátám ve formě odpadního tepla a ani oběh materiálu nemůže být dokonale uzavřený a proto není možné zavést úplně uzavřený koloběh látek a energií v hospodářském systému. K dosažení požadovaných technologických parametrů výrobku bude nezbytně nutné dodat alespoň částečně prvotní surovinu, protože při neustálé recyklaci bude docházet k postupnému zhoršování vlastností produktu. Otázkou také je, zda by bylo možné zajistit dostatečný přísun odpadního materiálu v dostatečné kvalitě a množství, aby byla zachována kontinuita výroby. Pokud se počítá s používání recyklovaného materiálu při výrobě, musí být tento požadavek zohledněn už při návrhu a stavbě zařízení. Postavit zařízení na výrobu produktů z prvotních materiálů a poté v průběhu výroby přecházet na recyklovaný materiál je nevhodné jak z technického, tak i z ekonomického hlediska. [9] Technologie Technologické meze jsou v podstatě určeny úrovní technologie a poznatků, které jsou přítomny v době navrhování zařízení na zpracovávání odpadu. Nedostatek zpracovatelských zkušeností a nevyřešené technologické problémy procesu přeměny odpadu na druhotný materiál jsou všeobecně nejrozšířenější příčinou omezeného zavádění recyklačních technologií. Vývoj nových technologií je často investičně velmi náročný. Dále je nutné zdokonalit systémy sběru a separace odpadu, pokud má dojít k dalšímu rozvoji recyklačních technologií. Urychlený vývoj a realizace recyklačních postupů by v mnoha případech pomohly k řešení bez velkých investičních prostředků. [9] Legislativní omezení V mnoha ohledech bývají legislativní omezení větším problémem, než technologická omezení. Některé materiály jsou i po zpracování z legislativního hlediska stále považovány za odpad a ne za výrobek a to může stěžovat odbyt takových výrobků. Dalším problémem může být někdy až příliš rychlý technologický vývoj, který poté není nijak vymezen legislativou a je tak omezeno jeho použití. [9] Psychologická bariéra Psychologická omezení se ve velké míře pojí se všemi ostatními omezeními. Výhody recyklace stále bývají předmětem diskusí, a proto často nebývá uznávána výhodnost recyklace jako takové. Tato omezení nejsou jenom mezi spotřebiteli, kteří se velkou měrou podílejí na sběru tříděného odpadu, ale i mezi vedoucími hospodářskými pracovníky výrobních organizací. Překonání psychologické bariéry je jedním ze stěžejních úkolů osvětového působení ve všech stupních hospodářství. Osvětové působení se musí nejvíce zaměřit na provázanost 16

17 mezi ekonomikou a ekologií, a také na změnu názorů spotřebitele na požadovanou životnost výrobku i na změnu technických norem jakosti těch výrobků, u nichž jsou kladeny zbytečně přísné nároky na kvalitu vstupních surovin. [9] Při rozboru strategie vedoucí ke snížení negativního dopadu výrobních procesů na životní prostředí je zřejmé, že hlavním snahou by měla být prevence vzniku odpadů. Prevence vzniku odpadů by měla být prováděna skrz metody čistší produkce, které zavádějí principy maloodpadových technologií, ekodesignu nebo uplatňování metodiky životního cyklu výrobku (LCA). Ovšem vzhledem k tomu, že není možné vytvořit zcela uzavřený systém výroby a nějaký odpad prakticky vždy vzniká, je nejlepší zavádět recyklační technologie. [4] Maloodpadovou technologii je možné vysvětlit jako technologii, u níž došlo vhodnou změnou výrobního postupu ke snížení množství vznikajících odpadů. Recyklace jako taková tedy nemůže být považována za bezodpadovou, protože nějaké odpady přece jenom vznikají. Maloodpadové technologie mohou být považovány za určitý případ recyklace, kdy nedochází k časovým ani k prostorovým prodlevám mezi vznikem odpadu a jeho využitím. [6] Bezodpadová technologie je na druhé straně založena na celkovém řešení cyklu výroby, spotřeby, odstraňování a recyklace odpadů. Technologie je řešena tak, aby byl výrobek produkován za co nejnižší spotřeby energie a materiálu a aby nevznikal žádný nevyužitelný odpad. Moderní koncepce vyžaduje, aby nevznikaly ani nebezpečné a nezpracovatelné odpady. Zatímco maloodpadová technologie se zakládá na vysokém stupni využití surovin, tak bezodpadová technologie je postavená na uzavřeném technologickém cyklu, kdy se vznikající odpad vrací zpět do výroby. [6] Za recyklační procesy se obvykle považují procesy, postupy a technologické operace, jejichž cílem je přeměna odpadu na požadovanou surovinu. Zatímco u maloodpadových technologií musí být postupy pro zavedení zpět do procesu přítomny přímo ve výrobním procesu, jsou ostatní recyklační technologie obvykle provozovány samostatně. Taková dodatečná realizace je ovšem spojena s dodatečnými investicemi. V případě, že je výrobní proces rozdělen na více subsystémů, může nastat několik variant, jak použít recyklační technologii. V podstatě mohou nastat čtyři základní případy: [9] Recyklační technologie je součástí výrobního systému, ve kterém odpad vzniká. Odpad tedy zpracovává podnik, v jhož procesu odpad vzniká. (Obrázek č. 1) 17

18 Výrobní subsystém A + recyklační technologie Výrobní subsystém B Obrázek č. 1: Recyklační technologie jako součást výrobního procesu A [9] a) Recyklační technologie je součástí do druhé části výrobního procesu, kde je odpad používán. V tomto případě zpracovává odpad na surovinu jeho odběratel. (Obrázek č. 2) Výrobní subsystém A Výrobní subsystém B + recyklační technologie Obrázek č. 2: Recyklační technologie jako součást výrobního procesu B [9] b) Recyklační technologie je složena ze dvou částí, z nichž každá je přítomná v jedné části procesu. Odpad tedy částečně zpracuje jeho producent (například tepelně) a zpracování dokončí jeho odběratel (například mechanicky). (Obrázek č. 3) Výrobní subsystém A + recyklační technologie 1 Výrobní subsystém B + recyklační technologie 2 Obrázek č. 3: Části recyklační technologie v každé části výroby [9] c) Recyklační technologie, která není přítomna ani v jednom z výrobních systémů, je realizována zcela samostatně. Podnik tedy odebírá odpad, který zpracuje a následně ho prodá dál jako druhotnou surovinu. (Obrázek č. 4) Výrobní subsystém A Recyklační technologie Výrobní subsystém B Obrázek č. 4: Recyklační technologie stojí samostatně [9] Podle způsobů zavádění recyklačních technologií lze hovořit o pěti inovačních stupních: [4] 1. Odpady budou zpracovávány na stávajícím zařízení, které projde pouze malou změnou parametrů nebo menší úpravou. V takovém případě není zapotřebí výraznějších investic a obvykle postačí malá změna výrobního postupu, například změna teploty nebo tlaku. [4] 18

19 2. Realizace bude vyžadovat instalaci pouze drobných zařízení, které si může podnik vyrobit z vlastních zdrojů. [4] 3. Realizace vyžaduje instalaci složitějších zařízení, které dodá jiná firma, ale samotná montáž modifikace provede podnik vlastními silami. [4] 4. Realizace vyžaduje instalaci složitých zařízení, které bude muset být vyprojektováno jinou firmou, ale nebude vyžadován předchozí vývoj ani zakoupení licence ze zahraničí. [4] 5. Nejsložitější recyklační technologie vyžadují nejen specializovanou projekční složku, ale i předchozí výzkum a vývoj. Je také možné zakoupit licenci ze zahraničí, která je již prověřená v praxi. [4] 19

20 4 ODPADNÍ PLASTY 4.1 Polymery Syntetické polymery jsou relativně nové materiály, které ještě před 80 lety v podstatě neexistovaly, ale dnes se používají téměř ve všech oborech lidské činnosti. Dynamický růst výroby polymerů v minulém století zásadním způsobem ovlivnil technický rozvoj lidské společnosti. S jejich plynule stoupající spotřebou se však již v sedmdesátých letech 20. století začínalo ukazovat, že zejména u výrobků s krátkou životností se odolnost polymerů k vnějšímu prostředí stává nevýhodou v okamžiku, kdy výrobek doslouží a stane se odpadem. [1] Polymerní odpad je možné klasifikovat do dvou hlavních kategorií, a to na odpad technologický, který vzniká při výrobě plastů a jsou jimi například zmetky, odřezky, obrusy a podobně, a na odpad amortizační, který vzniká na konci životnosti produktů. Zpracování technologického odpadu z plastů obvykle nečiní velký problém, protože stačí takový odpad využít ve formě přídavku k původní surovině. Amortizační odpady je mnohem obtížnější zpracovat a to proto, že není známo složení odpadu a navíc bývá často silně znečištěn. Zdrojem takových odpadů jsou především obaly, nábytkářský a automobilový průmysl nebo stavebnictví. Největší objem tvoří plastový odpad (až 61%), který se vyskytuje v komunálním odpadu, zatímco technologický odpad činí jen asi 22%. [6] Materiálová recyklace je transformace odpadu na zcela nový výrobek, aniž by muselo docházet k nějaké změně chemické struktury. Nejběžnější formou materiálové recyklace je úprava a zpracování plastového odpadu na recykláž, který je vyroben ze stejného druhu plastů. Přetavené odpady se pak používají jako aditiva do stavebnin. Při zpracování na druhově jednotný recyklát bývá problém zejména rozdílná barevnost odpadu a také změna některých fyzikálně-chemických parametrů. Stupeň zhoršení vlastností je přímo závislý na počtu a charakteru tepelných úprav, kterými odpad prochází. Z hygienických důvodů není takový druhově jednotný recyklát používán na potravinářské výrobky. Zajišťování druhové jednotvárnosti a snaha o co největší čistotu odpadu prodražuje celý proces recyklace a náklady se běžně odhadují na 20 Kč.kg -1, při kapacitě strojního zařízení Mg.rok -1. Pro přetavení odpadu na hotové výrobky nebo polotovary je nutné zajistit jednotné 20

21 složení odpadu a proto by bylo vhodnější použití recyklovaných plastů jako aditiv ve stavebnictví nebo jako izolační materiál. [6] Surovinové zhodnocení polymerního odpadu představují procesy při nichž je polymerní odpad podroben chemickému rozkladu. Jako produkty procesu vystupují nízkomolekulární sloučeniny, které lze opět využít k syntéze polymerů, nebo jiných výrobků v chemickém průmyslu. Mezi nejčastější postupy patří redukční, pyrolytické a oxidační metody. Nejobvyklejší je pyrolýza, která využívá tepelného rozkladu plastů za absence zplyňovacích médií. Mezi produkty pyrolýzy patří nejrůznější těkavé látky (vodík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý, metan), kapalné uhlovodíky, oleje a koks, který je možné využít jako palivo nebo jako surovina chemického průmyslu. Náklady na zavedení a provozování systému surovinové recyklace dosahují skoro polovičních hodnot ve srovnání s materiálovou recyklací v podobě druhově jednotné recyklace. Náklady se odhadují na 10 Kč.kg -1 odpadu. Mohlo by se zdát, že největší finanční zátěží bude samotný proces surovinového zpracování, ale nejnákladnější je shromažďování, třídění a úprava separovaného odpadu. [6] Energetickou recyklaci, která využívá energetického potenciálu odpadu při spalování, je možné doporučit hlavně pro odpad získaný ze směsného komunálního odpadu. V něm jsou sice odpadní plasty zastoupeny pouze v malém množství, ale při spalování dodávají vzhledem ke své vysoké výhřevnosti až 50% energie. Díky tomu je možné ušetřit topný olej, který se získává z primární suroviny a běžně se při spalování používá. Odhaduje se, že v Evropě by využití energie spálením odpadních plastů znamenalo úsporu ve výši 14 milionů tun ropy. Náklady vynaložené na spalování plastového odpadu spolu s ostatním plastem se pohybují v závislosti na použité technologii v intervalu 7 12 Kč.kg -1. V porovnání s ostatními způsoby využívání odpadních plastů se energetická recyklace jeví jako velice lukrativní. K tomu výrazně přispívá i vysoká výhřevnost plastů, která u některých dosahuje výhřevnosti téměř 50 MJ.kg -1. Podle dat (Obrázek č. 5) je zřejmé, že na topení a na produkci energie se spotřebuje až 57 % ropy, zatímco na výrobu plastů se spotřebuje sotva 4 % ropy. Vhledem k tomu, že materiálová recyklace je obvykle nákladnější než spalování, tak by bylo vhodnější soustředit se více na energetické využití odpadu i proto, že produkty získané z regranulátu mají horší vlastnosti, než produkty z primárních surovin. [6] 21

22 [%] Topení Pohonné hmoty Výroba energie Petrochemie Plasty Ostatní 4.2 Rozdělení polymerů Obrázek č. 5: Podíl způsobu využití ropy [6] Polymery, tak jak se obvykle používají a jsou známé veřejnosti, se vyskytují prakticky vždy v tuhém stavu, ale v určitém stádiu zpracování jsou ve stavu kapalném. Kapalný stav, kterého se dosahuje za vysoké teploty, dovoluje plasty vytvarovat do požadovaného tvaru. Plasty jsou rozděleny je na elastomery a plasty. Elastomery jsou vysoce elastické polymery, které je možné do určité míry různým způsobem a různou silou natahovat nebo deformovat, aniž by byly nějak vážně poškozeny. Největší část elastomerů zabírají kaučuky, ze kterých se následně vyrábí guma. Další podstatnou částí polymerů jsou plasty, které můžeme na základě jejich rozdílných vlastností rozdělit na dvě hlavní skupiny. Plasty za normálních podmínek dosahují obvykle značné tvrdosti a křehkosti. První skupinou plastů jsou takzvané termoplasty, které získaly své jméno díky svým vlastnostem. Termoplasty mohou být opakovaně roztaveny a znovu převedeny do plastického stavu, aniž by tím nějak drasticky trpěly. Druhou velkou skupinou jsou reaktoplasty, které po získání své požadované podoby už nemohou být znovu přetaveny to jiných tvarů. (Obrázek č. 6) [1] 22

23 Obrázek č. 6: Základní klasifikace polymerů [1] 4.3 Využití plastů jako obalového materiálu PET polyethylentereftalát je průhledný termoplast, který má vysokou schopnost udržovat kapaliny a plyny. Je odolný proti roztříštění a poměrně pevný. Tento plast bývá obvykle používánna výrobu takzvaných PET lahví. Recyklovaný PET se obvykle používá na opětovnou výrobu PET lahví nebo na výrobu koberců z polyesterových vláken a geotextilií. [15] HDPE vysokohustotní polyetylen je další termoplast, takže je odolný proti mechanickému poškození a za normální teploty je nerozpustný. Je vysoce odolný proti chemickému poškození a proto se používá v domácnosti nebo průmyslu jako nádoba na různé chemické látky. Obarvený HDPE má lepší odolnost proti praskání než neobarvený HDPE. Používá se jako balení na mléko, vodu, džusy a šampony a různé čisticí prostředky. Pokud je předmět vyroben s obsahem recyklovaného HDPE tak se nepoužívá na balení potravin, ale hlavně na balení tekutých šamponů a dalších čisticích prostředků nebo na výrobu květináčů a sběrných nádob na recyklovaný odpad. [15] PVC polyvinylchlorid odolává solím, kyselinám i zásadám a za normálních okolností je pro lidské zdraví nezávadný. Používá se na výrobu izolace, těsnění a podlahovin. [15] LDPE nízkohustotní polyetylen má vysokou odolnost proti kyselinám, zásadám a rostlinným olejům. Používá se předně na výrobu různých folií, 23

24 které se používají na krytí čerstvých nebo mražených produktů. [15] Dále se z něj vyrábějí plastové sáčky a tašky a to díky tomu, že je velice flexibilní a elastický. Téměř 67% LDPE na světě je použito právě na výrobu sáčků. [17] PP polypropylen je termoplast s dobrou chemickou odolností a díky své vysoké teplotě tavení je vhodný ke skladování horkých kapalin. Používá se v medicíně na výrobu nádob a uzávěrů na lahve, dále pak v automobilovém průmyslu jako izolace elektrických kabelů. Hojné je i využití lan a provazů díky své nízké hustotě a hmotnosti. [15] PS polystyren je tvrdý a křehký plast, který dobře odolává kyselinám a zásadám a to jak v pěnové, tak i v pevné formě. Má poměrně nízkou teplotu tavení. V dnešní době se nejčastěji používá k účinnému zateplování budov a to zejména díky své izolačním vlastnostem a slouží jako dobrá bariéra proti vlhkosti a chrání budovu před únikem tepla. Neporušený polystyren může být opětovně použit, aniž by musel procházet drastickými úpravami. [15] 24

25 5 METODY ZPRACOVÁNÍ ODPADNÍCH PLASTŮ 5.3 Třídění a svoz odpadů Přestože jsou dnes technologie, které se zabývají recyklací plastů na značně vysoké úrovni, nejdůležitější součástí stále zůstává třídění odpadů mezi obyvateli. Samotné třídění musí probíhat už u samotných obyvatel z toho důvodu, že třídění odpadu až v rámci recyklačního procesu výrazně zvyšuje náklady a technologickou náročnost. Ke svozu odpadních plastů se obvykle používají stejné svozové vozy, které se využívají pro ostatní druhy tříděného odpadu. Takové vozy však bývají označeny nápisem, který druh odpadu zrovna sváží, aby nedocházelo k pochybnostem nebo omylům. Pokud je tento svozový vůz vybaven lisem, je možné s jeho pomocí sebraný odpad slisovat a snížit tak objem plastů až 6. Vytříděné plasty z kontejnerů a pytlů se, stejně jako všechny ostatní tříděné materiály, musí dotřídit a zbavit příměsi, což se děje na dotřiďovací lince. [20] Informace, podle kterých by se lidé měli při třídění odpadních plastů řídit, je obvykle přímo na barevných sběrných nádobách v obcích. Na sběrných nádobách jsou obvykle umístěny nálepky, které upřesňují druhy tříditelných plastů. Jak systém sběru, tak i druhy vybíraných plastů se mezi jednotlivými obcemi liší a to hlavně proto, že každá obec má jiné možnosti následného zpracování odpadních plastů. [19] Kvůli tomu, že se v jednotlivých obcích mohou třídit různé plasty, tak dochází i k rozdílnému zpracování. V Brně mají občané možnost třídit odpad do barevných kontejnerů a na sběrná střediska odpadů (SSO) či shromažďovací místa odpadů (SMO). Počet barevných kontejnerů v Brně rok od roku roste, což umožňuje efektivnější třídění odpadu a lidé nemají nutkání házet tříděný odpad do sběrných nádob na směsný komunální odpad. Nejnovějším krokem pro zlepšení třídění odpadu jsou podzemní kontejnery vybudované v centru města na místech, kde by bylo obtížné umístit klasické sběrné nádoby na tříděný odpad. Jedno stanoviště se obvykle skládá ze tří kontejnerů umístěných pod úrovní terénu se třemi vhozy nad úrovní chodníku určenými pro sběr papíru, PET a skla. Svoz vytříděného odpadu obstarává společnost SAKO Brno, a. s. speciálními vozidly s nástavbou, ve kterých je odpad lineárně stlačován. Barevné kontejnery na tříděný odpad se sváží zcela odděleně. Obsah modrých, žlutých a drátěných (PET, nápojové kartony, hliníkové plechovky) končí na pásu nové dotřiďovací linky komplexu Odpadového hospodářství Brno. Na dotřídění zamíří 25

26 rovněž všechen vytříděný odpad z podzemních kontejnerů a také ze sběrných středisek odpadů. Pěnový polystyren je ve velkých vacích (big bag) dopravován do výrobny kde slouží jako plnivo pro výrobu lehčených betonů. [33] Společnost EKO KOM se zabývá provozem systému třídění a využití odpadu. V rámci své činnosti se stará o třídění a recyklaci plastů, skla, papíru, nápojových kartonů, kovů a dalších využitelných materiálů. Sběrná síť je v současné době tvořena více než 200 tisíci kontejnery. Je doplněna pytlovým sběrem a dalšími způsoby sběru jako jsou sběrné dvory a výkupny. [18] Do žlutých kontejnerů (Obrázek č. 7) na plasty patří fólie, sáčky, plastové tašky, sešlápnuté PET láhve, obaly od pracích, čistících a kosmetických přípravků, kelímky od jogurtů, mléčných výrobků, balící fólie od spotřebního zboží, obaly od CD disků a další výrobky z plastů. Do kontejnerů na separované plasty v žádném případě nepatří mastné obaly a obaly se zbytky potravin. Nevhodné je také vhazování obalů od žíravin, barev a jiných nebezpečných látek, podlahové krytiny a novodurové trubky. [18] Obrázek č. 7: Sběrná nádoba na plasty [19] Směs odpadů ze žlutých kontejnerů putuje na pás dotřiďovací linky (Obrázek č. 8), zde se zbaví nežádoucích příměsí, které do kontejnerů vhodili obyvatelé zřejmě z neznalosti nebo úmyslně. Dovezený odpad je nahrnut na pásový dopravník, který přepraví odpad na místo ručního třídění. Materiál je roztříděn (Obrázek č. 9) 26

27 na základní skupiny a to PET, barevné a čiré fólie, duté plastové obaly, polystyren a směsný plast. Vzhledem k tomu, že nejžádanějším odpadním plastem je PET, tak jsou lahve tříděny ještě podle barev. Veškerý nevytříděný odpad a všechny znečištěné plasty jsou odvezeny a využívají se jako alternativní palivo v cementárnách nebo se odveze do spalovny. Všechny roztříděné plasty jsou poté slisovány a odváží se k dalším zpracovatelům. Obrázek č. 8: Dopravník na dotřiďovací lince [19] Obrázek č. 9: Dotřídění plastů [19] 27

28 5.3.1 Mýty a fakta o třídění odpadů Stejně jako v mnoha dalších oblastech, tak i tady je možné se setkat s jistou averzí obyvatel k vykonávání nějaké činnosti. Obvykle se tak rozhodnou na základě mylných informací nebo vlastních domněnek. Prvním problémem je tvrzení, že veškerý odpad, který obyvatelé vyhodí do sběrných nádob na separovaný odpad je svážen, smíchán dohromady a odvezen na skládky. V České republice se nachází dostatek zpracovatelů, kteří se separovaného odpadu rádi, následně ho zpracují a mohou ho prodávat dál jako druhotnou surovinu, nebo z něj rovnou zhotovují výrobky, které následně prodávají. Přesto se však stále stává, že někdo znehodnotí vytříděný odpad v barevných kontejnerech tak, že do něj umístí směsný komunální odpad nebo nějaké jiné nežádoucí příměsi, čímž celý obsah kontejneru znehodnotí a veškerá energie, kterou lidé vynaložili na třídění, přijde nazmar. Pokud totiž dojde k takovému znehodnocení separovaného odpadu, nedá se dělat nic jiného, než takový odpad odvést na skládku nebo do spalovny komunálních odpadů. Dalším problémem je přesvědčení, že sběrných nádob na tříděný odpad není dostatek a tak lidé nemají možnost s vytříděným odpadem správně naložit. Pravdou ovšem je, že průměrná vzdálenost ke kontejnerům na tříděný odpad se každoročně zkracuje. Přestože se může systém sběru odpadu mezi jednotlivými obcemi lišit, je v každé aspoň nějaký systém, který zaručí alespoň základní možnosti na separování odpadu. Někde se netřídí plasty, ale jen PET lahve, někde se třídí odděleně sklo čiré a barevné, jinde se třídí do pytlů. Z tohoto důvodu je nejdůležitější se řídit informacemi, které bývají umístěné na samotných nádobách, nebo se informovat na městském úřadu nebo u společnosti, která má svoz odpadů v dané lokalitě na starost, na možnosti třídění v obci. Vzhledem k šířící se vlně zeleného myšlení panuje představa, že třídění odpadů je jenom módní výstřelek, který zmizí stejně rychle, jako se objevil. Třídění odpadu není žádný společenský výstřelek. Kvůli klesajícím zásobám primárních zdrojů je to společenská nutnost. Systém třídění odpadů je v České republice nastaven tak, aby třídění nebylo problémem, ale snadnou cestou k další recyklaci využitelných složek komunálních odpadů. Každým rokem roste produkce odpadů a je třeba zajistit, aby byly dále využívány odpady, které je možné nějakým způsobem využívat. 28

29 Častou výmluvou obyvatel je jejich věk. Třídit odpad není nijak složitá záležitost a není ani nijak komplikovaná na to, aby byla nějak omezena věkem. Třídění odpadů je nastaveno tak, aby třídění nebylo složité a řídilo se jednoduchými pravidly, to je důvod, proč si každá obec nastavuje svůj systém třídění a nakládání s odpady dle svých místních zvyklostí a podmínek. Třídění odpadů by měla být občanská zodpovědnost každého a měla by to být samozřejmost, která se neváže na věk. Dvě třetiny obyvatel České republiky odpady aktivně třídí. Dnes už tedy většina obyvatel považuje třídění odpadů za naprostou samozřejmost a ne jen za nějakou osobní zvláštnost. V České republice se podařilo vytvořit fungující systém třídění a zpracování tříděného odpadu a byla by škoda ho nevyužít. Mnoho obyvatel věří, že kdo třídí odpad, musí chodit častěji ke kontejnerům. To však není pravda a to z toho důvodu, že pokud se odpady třídí, tak odpadkový koš se směsným odpadem se nenaplní tak rychle a bude stačit s ním chodit méně často. S tříděným odpadem stačí jít jednou týdně k barevným kontejnerům. Při třídění odpadu stačí člověku vytvořit si pár zásad, které se po nějaké době stanou automatickými. Posledním problémem bývá tvrzení, že třídění zabere doma spoustu místa. Záleží na každém jednotlivci, jak se postaví ke třídění odpadu, a jak se k tomu doma přizpůsobí. Není třeba pořizovat si nějaké zvláštní koše nebo nádoby. Obvykle bohatě postačí jedna papírová krabice a pár plastových tašek od nákupu. [20] 5.4 Kryogenní drcení Kryogenní drcení je technologie zmenšování velikosti a prosévání hluboce zmrazených plných a prázdných obalů v inertním prostředí. Cílem je separovat použité obaly od barev, nátěrů a podobných látek do jednotlivých frakcí, které je následně možné použít jako palivo nebo jako druhotné suroviny a zároveň také redukovat unikající emise díky použitým nízkým teplotám. První operace je oddělení kapalné frakce od tuhé. Tuhá frakce je nadále zpracovávána drcením, proséváním a separací kovů. Při kryogenním zpracování použitých obalů od barev a podobných materiálů probíhají tyto kroky: a) Rozdrobení pomocí drtiče a přidání dusíku pro vytvoření inertního prostředí. Kapalná frakce se následně separuje proséváním. 29

30 b) Následuje zpracování za nízkých teplot pomocí kapalného dusíku (-196 C). Materiál působením nízkých teplot tvrdne a vlivem různých součinitelů roztažnosti jednotlivých složek se vazby trhají. c) Separace jednotlivých obalů a jejich obsahu pomocí kladivového drtiče a vibrujícího síta. d) Odstranění kovové frakce pomoci feromagnetické separace za účelem opětovného použití. e) Ke kalu, který se získá z obsahu obalů, se přidají piliny jako sorbent, který pomůže vytvořit tuhou fázi. Frakce plastů a kal se posílají k recyklaci nebo jako palivo. Díky inertnímu prostředí používaného během drtícího procesu je riziko výbuchu minimální. Frakce kalu se může připravit pro použití jako palivo. Ve srovnání s přímým spalováním odpadů je získání energie vyšší, protože kovy jsou eliminovány ještě před spalováním. Separace obalových materiálů vyrobených z plastů umožňuje jejich případnou recyklaci nebo jiné alternativní využití. Během procesu mohou vznikat emise unikající do ovzduší, kterými jsou například VOC (Volatile organic compounds těkavé organické sloučeniny). Kvůli unikání emisí VOC se musí přistoupit ke shromažďování a následnímu čištění pomocí filtru s aktivním uhlím. Zbytkové emise se odhadují na 0, kg.kg -1 použitých obalových odpadů. Na konci celého procesu kryogenního drcení jsou organické odpady v podobě prášku, vznikající z obsahu, který zůstal v obalech. Dále jsou získány kovy, neželezné kovy a plasty, které mohou být použity při recyklaci, nebo jako alternativní palivo. Spotřeba elektřiny, kterou vyžaduje provoz kryogenního procesu je přibližně 111,6 kj.kg -1 obalových odpadů. Množství dusíku, které bude během celého procesu zapotřebí je přibližně 0,67 kg.kg -1 obalových odpadů. Jako sorbent pro vznikající kal se používají piliny v množství 0,17 kg.kg -1 odpadu. Piliny, které jsou použity, mohou být získány z odpadního materiálu v jiných výrobních odvětvích. Toto zařízení se používá hlavně ke zpracování kovových a plastových obalů, které jsou naplněny barvami, nátěrovými hmotami, olejovým kalem, laky, lepidly, pryskyřicí atd., a odpadů na bázi pryže (například pneumatiky). Tato technologie ovšem nemůže být použita na drcení obalů, které byly použity jako obaly pro nebezpečné 30

31 látky, například pesticidy, halogenované chemické látky a laboratorní chemikálie, kvůli riziku spojeném s rozptylem toxických látek. [36] 5.5 Recyklace PUR Poptávka od podniků a spotřebitelů po recyklovatelných výrobcích je vysoká. Pomoc při recyklování materiálů, které by se jinak staly odpadem, je jedním z kroků, pro který se rozhodla řada firem i jednotlivců, kteří se rozhodli snížit svou ekologickou stopu. Stejně jako ostatní plasty, mnoho polyuretanových produktů je možné různými způsoby odstranit z toku odpadů a zachytit hodnotu plynoucí z materiálu. Většina spotřebitelů je obeznámena s recyklací plastových lahví. Pro recyklaci polyuretanu existuje celá škála postupů, od relativně jednoduchého opětovného použití odpadního materiálu po rozbití materiálu na samotné chemické složky. [16] Polyuretan je recyklován dvěma hlavními způsoby: mechanická recyklace, ve které je materiál použit znovu ve své polymerní formě a chemická recyklace, která rozkládá materiál zpět do různých chemických složek. [16] a) Materiálová recyklace Krájení flexibilní polyuretanová pěna je nakrájena na malé kousky a použita na výrobu podložek pod koberec, rohoží a jako vycpávka do bot. Tento postup se používá už několik desetiletí a představuje téměř 90 % na trhu kobercových podložek ve Spojených státech. [16] Mletí při tomto postupu spočívá recyklace polyuretanu v mletí polyuretanu z průmyslové výroby i z domácností na jemný prášek, který je smíchán s panenským materiálem. Tento materiál je následně použit na výrobu nové polyuretanové pěny. [16] Adhezivní stlačování/poutání částic tyto dva recyklační procesy využívají polyuretan, který byl použit k různým účelům, jako části automobilových dílů, průmyslové čalounění a části chladniček. Použitý polyuretan je granulován a smíchán se silným pojivem a poté je pod vlivem vysoké teploty a tlaku tvarován do plochých desek, podobně jako vyrábění desek z dřevotřísky. Tyto desky mohou být použity 31

32 na výrobu nábytku, nebo se použije jako podlahovina tak, kde je zapotřebí jistá míra elastičnosti. [16] Lisování tento způsob recyklace je založen na využití jemných částic nařezaných z polyuretanu. Tyto částice jsou za vysoké teploty stlačovány a recyklovaný materiál má téměř stejné vlastnosti, jako panenský materiál. [16] b) Chemická recyklace Glykolýza tento proces v sobě spojuje smíšené průmyslové a spotřebitelské polyuretany, které jsou vystaveny vysoké teplotě, což způsobuje chemickou reakci, která vytváří nové vícesytné alkoholy, což je surový materiál používaný k výrobě polyuretanu. Tyto polyoly si udržují své vlastnosti a tak mohou být opětovně použity při výrobě. [16] Hydrolýza tento proces vytváří chemické reakce mezi použitým polyuretanem a vodou, kdy výsledkem jsou vícesytné alkoholy a další chemikálie. Tyto chemikálie mohou být použity jako alternativní palivo, nebo jako surovina při výrobě polyuretanu. [16] Pyrolýza proces, který rozkládá polyuretany za vysokých teplot a bez přístupu kyslíku a vytváří plyny a oleje. [16] Hydrogenace proces podobný pyrolýze a spočívá v přidání vodíku kdy je plyn a olej vytvářen z použitého polyuretanu za přítomnosti vysoké teploty, tlaku a přítomnosti vodíku. Použití této metody je ovšem limitováno vysokou čistotou, která je od takto vyrobených plynů a olejů obvykle vyžadována. [16] 5.4 Recyklace PET Firma PETKA CZ a. s., která se původně zabývala pouze sběrem, výkupem a jednoduchým tříděním PET lahví se od roku 1999 zabývá i fyzikální recyklací PET lahví. Fyzikální recyklace spočívá na principu přeměny, kdy do recyklačního procesu vstupuje vytříděný PET a ten je bez použití chemických látek zpracován a výstupem je opět vyčištěný PET, který je vhodný k výrobě netkaných textilií, tak pro směsování s vlnou či bavlnou. PETKA CZ a. s. využívá technologii italské firmy AMUT S. p. A. 32

33 (Obrázek č. 10), která má mnoho výhodných vlastností, které vedly firmu k zavedení této technologie. Kompaktní uspořádání jednotlivých částí zařízení v jednotném systému zajišťuje výhodnou úsporu pracovního prostoru. Zařízení má minimální zátěž pro životní prostření a také minimální spotřebu energií, vody a pomocných látek. Voda, která je použita v procesu recyklace, je zbavena nečistot a opětovně použita v procesu a tak je produkce odpadní vody minimální. Odpadní voda, která při procesu přece jenom vzniká, je zpracovávána v čistírně odpadních vod. Veškeré nečistoty a příměsi, které se v přijímaném odpadu nachází, se oddělí od PET a jsou využity na výrobu topných pelet, které slouží jako alternativní palivo. [30] Obrázek č. 10: Zařízení pro fyzikální recyklaci PET italské firmy AMUT S.p.A. [30] Balíky slisovaných lahví jsou dopraveny k třídícímu pásu, kde jsou roztříděny podle barev a jsou odstraněny nečistoty a nežádoucí plasty a kovy. Lahve jsou následně drceny a vstupují do procesu několikanásobného praní a oplachování. Drť je následně usušena a jsou z ní odstraněny zbývající nežádoucí látky. Hotová PET drť (Obrázek č. 11) je následně pytlována do obřích vaků (takzvané big bag), ve kterých se přepravuje k dalším zpracovatelům. [30] 33