NOŢIUNI INTRODUCTIVE

Definirea termenilor:Prin deşeu se înţelege o parte dintr-o materie primă sau dintr-un material ce rămâne în urma

unui proces tehnologic prin care se realizează un anumit produs sau semifabricat. Deşeul se mai poateutiliza în cursul aceluiaşi proces tehnologic.

"Deşeul este un material care prin el însusi, fără a fi supus unei transformări, nu mai poate fiutilizat" (dictionar enciclopedic).

Reziduul este o materie rămasă în urma unei operaţiuni de prelucrare a unui material.Aceste două materii îmbracă atât aspecte referitoare la materialele reciclabile rezultate în urma

proceselor tehnologice din industrie şi agricultură cât şi a materiilor rezultate în urma activităţilordomestice (casnice).

Sursele materialelor reciclabile:Reciclarea deşeurilor a ajuns să fie o problemă de maximă importanţă pentru salubritatea

generală a Terrei, amploarea fenomenului condiţionând în mare parte dezvoltarea economică. Exploziaindustrială a secolului al XX lea ş,i în special, a celei de-a doua jumătate a acestui secol, a dus laintensificarea industriei, a agriculturii, la creşterea, dezvoltarea şi diversificarea consumului de bunurimateriale şi de alimente, cauzând creşterea proporţională a cantităţii de deşeuri şi reziduuri.

Pentru a cuantifica importanţa fenomenului, în SUA, cheltuielile legate de eliminarea deşeurilormenajere şi industriale din orase, respectiv cheltuieli legate de reciclarea lor, ocupă locul 3 într-o seriea cheltuielilor făcute de municipalităţile marilor orase, din acest motiv, reciclarea fiind importantă atâtpentru păstrarea acestui mediu sănătos cât şi pentru reintroducerea în circuitul economic a unormateriale care devin din ce în ce mai greu de găsit.

Explozia cantităţii de deşeuri a impus găsirea de soluţii pentru reintroducerea lor în circuitulproductiv. În acest sens, pentru reziduuri de natură industrială sau pentru produsele de naturăindustrială, ajunse într-un stadiu de nefolosinţă, a fost mai uşor să se găsească soluţii tehnologice dereciclare. Amintim: soluţiile pentru reciclarea hârtiei, a sticlei, fierului vechi, bateriilor, anvelopeloruzate, autoturismelor.

Valorificarea maximă a deşeurilor se produce atunci când fiecare component dintr-un anumitdeşeu industrial se reciclează în circuitul pentru care a fost realizat. Astfel, este mult mai economic dereintrodus deşeurile de bumbac, cartoanele în circuitul fabricilor de hârtie, decât să fie arse.

Folosirea reziduurilor menajere ca sursă de energie calorică poate fi o soluţie pentru reciclareaacestora, dar aspectul economic arată că, consumul de energie, în acest caz este destul de ridicat.

Din acest motiv, pentru reciclarea deşeurilor organice mai economică şi mai productivă estefolosirea lor în agricultură ca sursă de elemente nutritive, solul reprezentând un mediu care areînsuşirea de a degrada majoritatea substanţelor organice, mai puţin cele anorganice.

Folosirea solului ca epurator natural trebuie controlată pentru a nu introduce în sol substanţecare să declanşeze efecte degradatorii asupra solului însuşi.

Soluţia aceasta este cu atât mai bine venită cu cât în ultimele decenii intensificarea chimizăriiagriculturii, folosirea îngrăşămintelor minerale, a condus la degradarea materiei organice naturale asolului (humusul).

Criza materiei organice din sol se explică prin diminuările de recoltă şi prin creşterea adâncimiide prelucrare a solului. Solul este un mediu favorabil reciclării majorităţii deşeurilor organice produseîn special de zona casnică şi parţial de industrii (nămolul de la staţiile de epurare).

Pentru a ilustra complexitatea acestui fenomen reciclare - liniile tehnologice ale unei staţii devalorificare a reziduurilor menajere din oraşul Roma (benzi transportoare, separarea materialelor înfuncţie de natura lor, fermentare şi compostare, spălare şi sterilizare etc.), mai jos este prezentatschematic acest proces:

RECEPŢIE

Resturi Metale Material Resturi de Hârtienesortate feroase organic mâncare 10%42% 3% fin 22% 23%

Incinerare Ardere şi Sfărâmare şi Spălare AmbalareProducerea îndepărtarea omogenizare Sterilizare Fierbereaburului zgurilor Fermentare Uscare Purificare

Purificare Purificare Concentrare I Conservare Pulverizare Omogenizare

Tabletare Concentrare IIAmbalare înSaci

ZGURĂ BALOTURI DE COMPOST ÎNGRĂ ĂMINTEȘ PASTĂ DE(cenusă) FIER PT. ANIMALE HÂRTIE

Fluxul tehnologic şi proporţia materialelor recuperate la staţia de valorificare a reziduurilormenajere (din oraşul Roma, după procedeul Cecchini)

Sursele deşeurilor. Principalele deşeuri reciclabileI. Deşeuri provenite din sectorul gospodăresc şi public

1. Deşeuri alimentare formate din resturi de la bucătării, alimente deteriorate şi altelesimilare;

2. Deşeuri combustibile: hârtie, cartoane, lemne, frunze, textile, piele, cauciuc, plasticede diferite provenienţe;

3. Deşeuri necomestibile: metale, sticlă, ceramică, piatră, cărămidă, zgură, cenuşă;

4. Deşeuri de la demolări şi şantierele de construcţii: moloz, beton spart, metal, resturiprovenite de la lemnul de construcţie şi alte materiale;

5. Deşeuri voluminoase: obiecte uzate de uz gospodăresc, obiecte electrocasnice;

II. Deşeuri provenite din sectorul industrial:

1. Deşeuri provenite din metalurgie: fier vechi, oţel, oţeluri aliate şi nealiate, oxid defier, deşeuri din fontă, fontă veche aliată şi nealiată, deşeuri din metale şi aliaje

neferoase;

2. Deşeuri constituite din cenuşi, oxizi şi zguri provenite de la diferite faze tehnologicecare conţin: Cu (cupru), Pb (plumb), Ni (nichel), W (wolfram), Zn (zinc), cenuşi dePb, aliaje de Zn, aliaje din Al (aluminiu), aliaje din Sn (staniu);

3. Deşeuri de cărămizi refractare;

4. Deşeuri de la epurarea gazelor, praf de la elaborarea oţelului, cocs mărunt de laturnătorii, praf de la aglomerarea minereurilor, zguri de furnal, nămoluri roşii de lafabricarea aluminei, zgură de turnătorie de la fabricarea aluminiului;

Ustensile folosite în aceste industrii:- Filierele uzate care conţin elemente chimice scumpe: Wolfram (W) 92-94%;

- Scule aşchietoare uzate

III. Deşeuri provenite din sectorul minier şi petrolier:

1. Haldele miniere constituite din roci sterile sau minereuri sărace;

2. Deşeuri de bentonită;

3. Deşeuri de nisipuri cuarţoase;

4. Barita recuperată de la neutralizarea noroiului de foraj;

5. Iazurile de decantare care conţin o serie întreagă de elemente chimice provenite dinminereurile care au fost extrase şi prelucrate în uzine (flotaţii);

6. Deşeuri de dolomită;

7. Deşeuri de pegmatit şi de calcar subgabaritic;

8. Apele de mină (conţin elemente chimice provenite din minereurile care seexploatează: Fe (fier), Cu (cupru), Pb (plumb), Cr (crom), Ni (nichel) s.a.m.d.)

9. lam petrolier de diferite provenienţe:Ș

a) O primă sursă o reprezintă tancurile în care este depozitat ţiţeiul după extractie.La partea inferioară a lor se depune un şlam constituit dintr-un amestec de roci -de la extracţia ţiţeiului şi de la forare;

b) Nămolurile de la instalaţiile de răcire;

c) Din industria chimică: H2SO4 (acidul sulfuric rezidual), leşii sulfuroase, CaCl(clorura de calciu finală), C3H4O3 (carbonat de etilenă) şi C2H6O2 (etilen glicol),gaze reziduale constituite din SO2 (dioxid de sulf) şi C (carbon), deşeuri de maseplastice, deşeuri sintetice de fire şi fibre, gudroane de la distilarea acizilor graşi,cenuşă piritică ( - produs rezidual - în urma fabricării H2SO4 (acidului sulfuric)din sulfuri: FeS2 (pirită), CuFeS2 (calcopirită);

d) CaCO3 (carbonat de calciu) rezidual de la fabricarea îngrăşămintelor minerale cu

N (azot), fosfogips obţinut ca produs rezidual de la fabricarea îngrăşămintelorminerale cu P (fosfor);

Sode: NaOH (soda caustică), Na2SO3 (sulfit de sodiu), uleiuri minerale uzate,nămoluri selenioase, catalizatori uzaţi din Ni (nichel), Co (cobalt), V (vanadiu),Cr (crom), Mo (molibden);Gudroane de la distilarea acizilor graşi naturali, reziduuri de la fabricareaC2H4Cl2 (dicloretanului) Izomeri activi ai C6H6Cl6 (hexaclorciclohexanului)

IV. Deşeuri provenite din industria energetică:

1. Cenuşa de la termocentrale;

2. Deşeuri de combustibili nucleari (centralele atomoelectrice);

V. Deşeuri provenite din industria lemnului:

1. Rămăşiţe din lemn masiv, rumeguş, coji de lemn, crăci, deşeuri de frunze, vârfuri dela segmentarea arborilor;

VI. Deşeuri provenite din industria celulozei şi a hârtiei:

1. Nămol de la decantarea apelor reziduale industriale care conţin fibre celulozice;

2. Deşeuri de hârtie de diferite tipuri: hârtie normală, hârtie metalizată, hârtieparafinată, hârtie bituminată;

3. Prehidrolizat de la fabricarea celulozelor chimice;

4. Borhot lignosulfonic;

5. Maculatură de diverse tipuri de hârtie şi cartoane;

VII. Deşeuri provenite din industria uşoară:

1. Textile şi obiecte textile scoase din uz: bumbac, lână, mătase;

2. Deşeuri din piei brute şi tăbăcite, păr de la animale;

3. Deşeuri din pielea de la fabricarea încălţămintei;

4. Deşeuri de la prelucrarea cauciucului în industria uşoară;

VIII. Deşeuri provenite din industria materialelor de construcţii:

1. Deşeuri din sticlă, ceramică, lemn, betoane, fier vechi;

2. Deşeuri din transporturi, anvelope uzate, uleiuri arse, fier vechi, provenite din piese

şi ambalaje scoase din uz, de la vopsitorii;

IX. Deşeuri provenite din spitale:

1. Multe din aceste deşeuri sunt similare cu cele orăşeneşti şi gospodăreşti, dar sunt maipericuloase datorită provenienţei lor de la pacienţii cu diferite tipuri de boli. Dinacest motiv ele au un regim aparte fiind prelucrate separat. Aici, pe lângă deşeurileobişnuite, intră şi instrumentele chirurgicale scoase din uz şi aparatele medicalescoase din uz;

2. Deşeurile din spitale cât şi cele normale sunt arse în instalaţii speciale la otemperatură ridicată încât să limiteze cât mai mult posibil contaminarea mediuluiînconjurător;

X. Deşeuri provenite din agricultură şi industria alimentară:

1. O parte din organele plantelor care nu constituie o sursă de alimentare vegetalăpentru oameni şi animale sunt considerate deşeuri şi sunt reciclate ca atare:

a) Tulpinile de la cereale, pleava, vrejii de la cartofi, cojile de la floarea soarelui,frunzele diferitelor plante;

b) Celolignina din industria alimentară;

c) Pământul decolorat folosit în industria uleiului;

d) Tocătura din sămânţa de floarea soarelui -de la producerea halvalei;

e) Zaţul de la depozitarea uleiurilor brute;

f) Resturile vegetale de la fabricarea conservelor de legume şi fructe;

g) Apele reziduale de la prelucrarea sau de la obţinerea amidonului din cartofi;

h) Deşeurile de la fabricarea brânzeturilor: apele uzate;

i) Borhotul lichid de la fabricarea spirtului (alcoolului);

j) Oase brute;

k) Deşeuri de la abatoare;

l) Nămol de la filtrarea zemurilor în industria zahărului;

m) Zgură de la arderea cărbunelui în industria zahărului;

n) Deşeuri de la prelucrarea peştelui;

Reciclarea deşeurilor provenite din industrie – masele plastice

1. Tehnologia reciclării materialelor plastice

Deşeurile din materialele plastice au crescut proporţional cu dezvoltarea atât a ramurii industriei deproducţie a maselor plastice cât şi a utilizării lor în diferite tehnologii industriale, dar în special înindustria alimentară (unde aproape orice produs este ambalat într-un material care are ca bază unmaterial plastic).

Tipurile de mase plastice:Structura şi gradul procesului de polimerizare determină proprietăţile structurale ale acestor

materiale. Polimerii din care sunt formate aceste materiale pot fi liniari sau ramificaţi ( având dispoziţiicare conferă materialelor plastice însuşiri diferite legate de duritate, plasticitate, rezistenţă la acţiuneafactorilor corozivi).

Cele mai utilizate materiale plastice sunt:a) Polietilena de înaltă densitate folosită la fabricarea ţevilor, rezervoarelor care conţin combustibil

pentru alimentarea motoarelor cu ardere internă, folosită la fabricarea recipienţilor, folosită lafabricarea jucăriilor;

b) Polietilena de mică densitate folosită la fabricarea pungilor, sacoşelor, benzilor adezive,recipienţilor flexibili;

c) Polietilena treflată folosită la împachetarea produselor alimentare;

d) Polipropilena folosită la fabricarea carcaselor de pompe, elicelor de ventilatoare, diferitelorustensile de uz casnic;

e) Polistirenul folosit la fabricarea pieselor turnate prin injecţie, suporţilor pentru bobine;

f) Policlorura de vinil folosită la ramele ferestrelor, pardoseli, la diferite izolaţii, diferite tipuri defolii;

g) O grupă aparte de materiale plastice o formează DUROPLASTICELE (cca 20% din totalulmaselor plastice). Aceste materiale sunt întărite prin tratare şi nu pot fi retopite sau remodelate,motiv pentru care sunt dificil de reciclat.

Duroplasticele includ:- Fenoplastele: folosite la fabricarea prizelor , plăcilor izolatoare, diferite piese pentru

pompe, plăci aglomerate;

- Aminoplastele: folosite la producerea de ştechere, comutatoare, materiale pentruindustria electrică;

- Răşini epoxidice;

- Răşini poliesterice;

Tehnologia reciclării maselor plastice comportă mai multe etape:I. Colectarea:

a) Individuală: presupune sortarea deşeurilor menajere şi depunerea lor în saci separaţi;

b) Centralizată: prin înfiinţarea de centre de colectare a maselor plastice reciclabile;

c) Manuală sau mecanizată: a maselor plastice la gropile de deşeuri municipale;

II. Sortarea

Reciclarea diferitelor tipuri de materiale plastice ridică o problemă legată de incompatibilitateapolimerilor. Această problemă se poate rezolva prin introducerea de compatibilizatori care creazăstabilitate polimerică între legăturile dintre structura diferită a moleculelor maselor plastice. Sortareamaselor plastice se poate face manual sau mecanizat.

Sortarea se realizează după: 1. După tipul polimerului: în termoplaste sau duroplaste sau alt tip;

2. După tipul de produse din care este confecţionat: sticlă, folii;

3. După culoare: sortarea automată se realizează cu ajutorul unui spectrometru pe baza citirilorîn domeniul infraroşu. Acest procedeu automatizat poate să separe diferite tipuri demateriale plastice. Funcţionarea unui astfel de sistem se bazează pe însuşirea unui senzorcare emite un flux de raze infraroşii. Informaţia luată este transmisă unui calculator carepoate identifica forma, materialul precum şi culoarea produselor. Computerul comandă maideparte un jet de aer care se află amplasat la capătul transportorului principal, în acest felmaterialul care trebuie selectat va fi aruncat de jetul de aer pe transportorul secundar şicolectat separat.

Cea mai performantă instalaţie din această gamă cu o lăţime de 2,8 metri şi cu o viteză de2,5 m/s poate prelucra o cantitate de 10 tone/oră. Peste 1000 de astfel de instalaţii lucreazăîn principalele state cu o economie puternică din lume la ora actuală. După operaţia desortare urmează o întreagă succesiune de procese de prelucrare a maselor plastice şi anume:mărunţirea, spălarea, măcinarea, uscarea şi tratarea apei uzate pe de-o parte şi apoi pe de altăparte stocarea, extrudarea şi depozitarea.

III. Mărunţirea

Obiectele din material plastic sunt introduse într-un sistem format dintr-o platformă la nivelulsolului de unde sunt preluate de un transportor şi introduse într-o maşină de mărunţit numităSHREDER. Acest proces de reducere a mărimii obiectelor de mase plastice reciclabile se execută decătre o maşină care are o serie de lame tăietoare pe un ax antrenat de un motor electric. Micşorareadimensiunii este necesară din câteva motive:

-prin mărunţire materialele plastice devin mult mai manevrabile pentru maşinile mici şimaterialele plastice de dimensiuni reduse sunt mai uşor de transportat şi de depozitat.

IV. Spălarea şi tratarea

În cadrul acestei etape au loc mai multe procese: spălarea primară, măcinarea şi spălarea finală.•Spălarea iniţială: se face în vederea separării fracţiunilor materiale cu densităţi mai mari decât

a maselor plastice. În acest mod sunt eliminate materialele dure, precum metalele care pot cauzastricăciuni procesului ulterior de măcinare.

•Măcinarea: are rolul de a micşora mărimea materialelor plastice folosindu-se pentru aceastăacţiune un rotor dotat cu unele cuţite dispuse radial.

•Spălarea finală: de la instalaţia de măcinare printr-un transportor masele plastice sunt introduseîntr-un tanc de spălare cu rolul de a îndepărta impurităţile.

•Uscarea: se face în două etape:- În prima etapă materialele plastice sunt introduse într-o centrifugă, pentru

îndepărtarea apei în exces;

- În a doua etapă materialele sunt scoase din centrifugă şi introduse într-un sistem deuscare;

•Stocarea: după uscare materialele plastice sunt stocate în prealabil într-un buncăr după careurmează operaţia finală de extrudare - peletizare.

V. Extrudarea: este un procedeu de prelucrare a materialelor prin deformare plastică.Procedeul extrudării este folosit pentru materialele plastice omogene din punct de vedereal compoziţiei. Se realizează un material care este usor de folosit în continuare. Dinbuncărul de stocare masele plastice mărunţite sunt introduse într-o maşină de extrudatprin intermediul unui alimentator care este încălzit suficient pentru a imprimamaterialului plastic un comportament adecvat (de plasticitate). Materialul este forţat săiasă afară din acestă instalaţie sub formă de spaghetti, după care este răcit într-o baie deapă înainte de a fi tăiat sub formă de pelete. Peletele vor constitui în continuare materiaprimă pentru producerea unor obiecte din mase plastice.

Tehnica producerii diferitelor obiecte din mase plasticePeletele sunt supuse unui nou proces de extrudare într-o maşină specială care are în componenţa

sa un tub încins în interiorul căruia se roteşte un şurub care transportă şi forţează materialul plastic înexterior. În continuare, materialul plastic este injectat prin intermediul unui ajutaj într-o formă de mulajconvenabilă. Aceste mulaje dau posibilitatea obţinerii unei game largi de produse: recipiente de diferitedimensiuni, castroane, găleţi etc.

După scoaterea din acel mulaj materialul este răcit şi se obţine un nou obiect din materialplastic. Pentru obţinerea de folii utilizabile la confecţionarea diferiţilor saci se utilizează o maşinăspecială.