Во всём мире вопрос утилизации отходов стоит очень остро. Загрязнение воздуха и почвы мусорными полигонами, отравление, которому подвергаются дикие животные, даже целые острова из пластика в океанах — серьёзные экологические проблемы. Переработка бумаги и картона в сравнении с ними кажется безобидной и несложной задачей, ведь целлюлоза не токсична и бумажные отходы по ГОСТ относятся 5 классу опасности (эпидемиологически безопасное сырьё). Однако, отказываясь перерабатывать макулатуру, мы всё же существенно вредим себе и будущим поколениям.
Технологии переработки бумаги
Содержание
Важность переработки макулатуры: немного цифр
Основное сырьё для производства бумаги — это деревья. Они же являются главными поглотителями углекислого газа и производителями кислорода на планете — их невозможно заменить машинами. В то же время на производство 1 тонны бумаги тратится в среднем от 3 до 5 м³ древесины.
Годовой объём производства целлюлозных изделий — более 400 млн тонн, среди которых продукты переработки бумаги и картона занимают всего половину (в России эта цифра меньше — всего 18–20 %). Объём заготавливаемой ежегодно древесины — около 3 млрд м³. Для изготовления 1 тонны бумаги или картона требуется до 20 крупных деревьев. Уровень потребления целлюлозной продукции не падает.
Мы лишаем себя свежего воздуха, вырубая леса. В 2018 году ООН опубликовала заявление, где утверждала, что при сохранении нынешних темпов уничтожения лесов через 800 лет они исчезнут, а это чревато экологической катастрофой огромного масштаба.
Человечеству не обязательно резко и полностью отказываться от первичного изготовления бумаги и картона из древесины в пользу переработки макулатуры. Лес способен восстанавливаться, а большая часть деревьев для вывоза на заготовку выращивается на плантациях. Тем не менее, стараясь переработать как можно больше отходов, мы также:
- снижаем стоимость продукции переработки отходов бумаги и картона для населения;
- сокращаем затраты на ресурсы для её выработки;
- ограждаем природу от вредных выбросов производственных предприятий;
- освобождаем от макулатуры мусорные полигоны, на территории которых могли бы жить и работать люди.
Виды целлюлозных отходов, которые можно сдать в пункт приёма макулатуры и переработать
Согласно нормам ГОСТ, существует три вида бумажного сырья, классифицированного по качеству, для раздельного сбора.
- Высший класс макулатуры (А). Это остатки и обрезки немелованной бумаги (для печати, упаковки, черчения) без примесей, бумаги с небольшими цветными полосами, остаточный продукт от производства целлюлозы из сульфатов.
- Средний класс макулатуры (Б). Сюда входят обрезки гофрированного материала и картона, полиграфическая продукция (за исключением газет) со следами печатных материалов, старые канцелярские архивы с текстом.
- Низший класс макулатуры (В). Это газеты и мешки, картон с пропиткой, цветная бумага, обрывки плакатов и афиш, обои, изоляционный и ламинированный картон, втулки. Приём таких материалов осуществляется по низкой цене.
Виды целлюлозных отходов, которые можно сдать в пункт приёма макулатуры и переработать
Влажность макулатуры должна составлять не более 12–15 %, поэтому перед сбором на утилизацию бумажное сырьё необходимо тщательно просушить. Не допускается присутствия в сырьевой массе примесей — элементов из:
- латекса, резины;
- любой пластмассы;
- металла, фольги;
- полиэтилена;
- кожи;
- электроизоляционных и отталкивающих воду материалов (при сдаче макулатуры класса В возможно их присутствие — до 10 % от общей массы).
Книги принимаются пунктами сбора без корешков, переплётов, обложек. От качества сортировки бумаги и картона зависит итоговая стоимость килограмма.
Что нельзя сдавать для вторичной переработки мусора
Некоторые бумажные изделия содержат вещества, делающие их непригодными для приёма и повторного использования в качестве макулатуры. Нельзя сдать:
- туалетную бумагу, полотенца и салфетки;
- бумагу для чеков и факсов;
- упаковку для пищевых продуктов (пачки из-под специй, яичные контейнеры, тетра-паки и т. п.)
В большинстве случаев невозможна переработка ламинированной бумаги и материала с покрытием из фольги, если его невозможно отделить. Такие отходы необходимо утилизировать в общем порядке, не опуская в контейнеры для сортировки мусора.
Этапы переработки и утилизации макулатуры
Переработка макулатуры в бумагу — многоступенчатый процесс, для которого необходима предварительная обработка: недостаточно сдать мусор и забыть. Частично переработка отходов механизирована, частично выполняется вручную. По всему миру ведутся разработки оборудования, которое сможет полностью автоматизировать процесс, таким образов повысив мощности, увеличив скорость и минимизировав вмешательство человека.
Сортировка мусора в пункте приёма — первый этап
Способы переработки макулатуры разных классов качества отличаются, поэтому важно привести сырьевую бумажную массу к единообразному виду. Если сдать книги и бумагу, они будут оцениваться согласно критериям сортировки:
- степень загрязнённости;
- влажность;
- цвет;
- длина волокон целлюлозы.
Разделение макулатуры на категории, первичный сбор — этап, плохо поддающийся механизации, поэтому в большинстве случаев он выполняется в пунктах приёма работниками экопредприятий или волонтёрами.
Первичная переработка бумажного мусора
В задачи первичной переработки бумаги и картона входят очистка, измельчение и начало роспуска макулатуры на целлюлозные волокна.
Измельчение мусора
Основные используемые агрегаты — мельницы, дробилки и гидроразбиватели с вертикальным ротором. Их функция — превращение макулатуры в гомогенизированную массу, состоящую из элементов размером 1–5 см.
Первичный роспуск на целлюлозные волокна, создание бумажной пульпы
Смысл процедуры — высвобождение волокон путём избавления от соединяющего их клея. Для этого отсортированное и измельчённое сырьё помещается в барабан гидроразбивателя, заливается водой и многократно тщательно перемешивается. В процессе переработки картона и бумаги в разбивателе клей растворяется.
Целлюлозные волокна состоят из нитей — фибрилл и слоёв — ламелей. При обработке и те, и другие теряют первоначальную структуру, укорачиваются, между ними теряется связь. Макулатура превращается в пульпу — полужидкую однородную массу. Пульпу можно использовать уже после проведения первого этапа — она пригодна для производства:
- низкосортного картона;
- яичной упаковки;
- мягких наполнителей.
Большую часть массы пульпы перерабатывают дальше — для изготовления из неё продукции более высокого качества.
Очистка бумажных волокон от примесей
Теперь из массы макулатуры необходимо удалить мелкие нецеллюлозные частицы (обрывки текстиля, нитки, плёнки, частицы почвы и прочие детали, которые не были удалены при сортировке). Для этого необходим гидроразбиватель с улавливателем, виброситом и грязесборником, в который будут поступать отходы, не подверженные утилизации. Вторсырьё, полученное на этом этапе вторичной переработки бумаги и картона, тоже можно использовать — для изготовления картона высокого качества и кровельных покрытий (пергамина — материала, пропитанного нефтяными продуктами).
Вторичная переработка мусора и отходов
Вторичная обработка бумаги и картона применяется, если необходимо на выходе получить продукт более высокого качества — гомогенизированный и без примесей.
Вторичный роспуск на волокна
Технология дальнейшей переработки макулатурной бумаги предполагает использование специализированных гидроразбивателей:
- файберайзеров;
- турбосепараторов;
- энтшипперов;
- усложнённых конструкций — пульсационных мельниц.
Эти устройства для роспуска снабжены роторами особенных форм, и их применение зависит от густоты и концентрированности волокнистой суспензии, объёма резервуара, глубины роспуска волокон. Технология переработки макулатуры машинами предполагает несколько циклов, но, если превысить их максимальное количество, продукт полностью лишится волокон и станет непригоден для производства новой бумаги их вторсырья. Обычно он применяется для изготовления литьевого картона.
Тонкая очистка
Для тонкой очистки макулатурной массы необходимы сортировочное (с вибрационным ситом, отсеивающим слишком крупные и лишние фракции) и термодисперсионное устройства. Волокна целлюлозы для переработки разбираются по величине, после чего пульпа разбивается на растворимые и не растворимые в воде вещества — так из неё удаляются остаточные загрязнения (масло и другие жиры, смолы, плёнки, нефтепродукты).
Дополнительный этап утилизации — обработка макулатуры химическими веществами
При таком методе после механического воздействия бумажное волокнистое сырье перерабатывают при помощи специальных составов. Цель их использования та же — избавление мелкодисперсной смеси от примесей и красителей, обесцвечивание. В массу может быть добавлена древесная (первичная) целлюлоза, улучшающая состав и качество будущей бумаги из вторсырья.
Переработка ламинированного картона
Варианты переработки и утилизации мусора из ламинированной бумаги и картона (тетра-паки, пюр-паки) существуют. Они применяются менее активно, чем обычные процедуры, из-за их технической сложности и дороговизны оборудования. Для обработки такой макулатуры кроме очистки и роспуска необходимо тщательное отделение покрытия от волокон целлюлозы, для чего нужны несколько этапов (циклов) замеса. Постепенно компоненты отделяются друг от друга, и дальнейшее использование вторсырья (пульпы) становится возможным. В результате кроме бумажной массы на выходе получаются полиалюминий и вторичный полиэтилен.
Методы переработки бумаги и оборудование для утилизации
Какие агрегаты нужно приобретать бизнесу для того, чтобы начать перерабатывать макулатуру, — зависит от масштабов предприятия и планируемого способа утилизации бумаги.
Отдельные установки для каждой процедуры
Этот вариант — для организации, чьи объёмы переработки макулатуры в бумагу и картон не превышают 10–50 т в сутки. Необходимы будут следующие аппараты в зависимости от загрузки и желаемого результата:
- дробилка макулатуры (измельчитель);
- гидроразбиватель для роспуска волокон;
- машина для сортировки пульпы;
- бумагоделательные машины, установки для изготовления упаковки для яиц либо другие устройства, превращающие пульпу в готовый продукт.
Комбинированные мини-заводы по утилизации макулатуры
Комбинированное оборудование способно выполнять сразу 2 и более операций, перечисленных выше. Это создаёт дополнительное удобство при промышленной переработке макулатуры и экономит время.
Epson PaperLab (технология Dry Fiber) — сухой процесс, метод полного цикла переработки макулатуры
Это наиболее компактное из устройств для среднего бизнеса, появившееся только в 2016 году. Оно отличается от заводов тем, что не расходует воду (машине нужна только постоянная влажность для корректности технологического процесса, подключать к водопроводу её не требуется). Возможна быстрая переработка офисной бумаги. После загрузки материала в оборудование оно самостоятельно:
- механически распускает сырьё на волокна;
- после роспуска сращивает волокна обратно, используя технологию переработки бумаги (она называется PaperPlus), соединяющую макулатурную массу со связующими веществами, придающими белизну и прочность;
- формирует готовые бумажные листы на формовочном лотке.
Оборудование позволяет задать нужные параметры: толщину, плотность, состав. PaperLab — некрупная машина с выработкой около 5000 листов в день, её можно установить в любом офисе, запустив таким образом непрерывный процесс переработки бумаги. Ещё одно преимущество — не потребуется шредер для уничтожения конфиденциальных документов, так как устройство утилизирует их. Вывоз макулатуры и пункт приёма не требуются — все манипуляции могут производиться в пределах одного помещения.
Заводы полного цикла
Технологическая схема переработки макулатуры полного цикла подразумевает, что весь процесс производится от начала и до конца. Такие заводы работают с разными объёмами, выпуская от 5 до 50 т качественной продукции в сутки. Примеры:
- завод, который перерабатывает макулатуру для производства салфеток, туалетной и папиросной бумаги;
- завод для производства яичных упаковок из макулатуры;
- многофункциональный завод для производства различных бумажных изделий.
Стоимость покупки и обслуживания такого завода зависит от скорости его работы и результативности.
Дополнительное оборудование
Для организации схемы по вторичной переработке макулатуры (бумаги и картона) понадобятся не только агрегаты прямого назначения, но и:
- грузовые автомобили для вывоза вторсырья и готового груза;
- краны для подъёма и перемещения тяжёлой продукции.
Также потребуется учредить пункт приёма для сбора и сортировки бумаги, куда физические лица могут прийти и сдать отходы для переработки на макулатуру.
Схема переработки целлюлозных отходов в домашних условиях
Полноценный завод дома не организуешь, но при минимуме вложений можно производить плотную крафтовую бумагу, которая используется для творчества и оформления подарков. Потребуются блендер, при помощи которого будут измельчаться в пульпу смешанные с водой отходы, сито для просеивания, подручные инструменты, выполняющие роль пресса. При такой переработке макулатуры также необходима предварительная сортировка. Допустимо использовать сырьё любого качества (без покрытия), в частности, газеты, но и ждать первоклассного результата не стоит: продукт на выходе скорее будет напоминать папье-маше, чем офисные листы. Многие дизайнеры и хендмейдеры, сами изготавливающие бумагу, просят своих знакомых сдать им излишки.
Что можно изготовить из переработанной макулатуры
В России отрасль ориентирована в основном на производство кровельного пергамина (примерно ¼ от объёма) и туалетной бумаги (¾), но на самом деле приём и переработка макулатуры в бумагу открывает куда большие возможности. Из целлюлозных продуктов при помощи специального оборудования делаются:
- органические экологические утеплители;
- отделочные и изоляционные материалы;
- одноразовая посуда и горшки для цветов;
- текстиль для одежды и других целей;
- писче-печатные виды бумаги, упаковочные материалы;
- картон для коробок и контейнеров;
- периодические издания (газеты, журналы) и тетради;
- бумажные пакеты для супермаркетов;
- брикетированное топливо.
В заключение
Сейчас мировой лидер по переработке бумаги, картона и других отходов разными способами — США (77 % макулатуры даётся «новая жизнь»). В России этот показатель пока низок — около 20 %. Чтобы повысить его, нужно развивать сразу четыре направления:
- повышать экологическую сознательность населения, рассказывая, как происходит переработка бумаги на всех этапах, обучая сортировке и тому, как сдавать макулатуру;
- организовывать множественные удобные пункты приёма макулатуры в шаговой доступности от жилых районов, рассказывать о пользе, получаемой при переработке макулатуры;
- отдать индустрию под государственный контроль, строить больше перерабатывающих предприятий полного цикла;
- стимулировать среди населения спрос на продукцию из вторсырья (туалетную бумагу, крафт, эковату и пр.)
Несмотря на имеющиеся проблемы, промышленная схема переработки развивается во всём мире, имеются тенденции к улучшению ситуации — переработанная макулатура всё чаще становится полезным сырьём для новых, активно используемых в быту вещей. Скорее всего, в ближайшем будущем внедрение политики экологической ответственности и новых технологий позволят человечеству значительно снизить темпы вырубки лесов и загрязнения атмосферы отходами.
