В отношении такого распространенного компонента ТКО, как Tetra Pak, мнения расходятся. Одни говорят, что он никуда не годен, кроме как в печь, другие — что его давно уже научились эффективно перерабатывать. Мы обратились к специалистам-практикам с просьбой внести ясность в этот вопрос.

Tetra Pak — перерабатываемый материал? Да, перерабатываемый. Нет, не перерабатываемый. Почему на такой простой вопрос два противоположных ответа?

- Реклама -
Подписка — внутри поста

Поговорим о возможности переработки Tetra Pak как промышленных незагрязненных отходов (брак или высечка), и как загрязненной фракции ТКО IV класса опасности.

Отходы упаковки Tetra Pak условно относят к макулатуре марки МС-11 В межгосударственного стандарта ГОСТ 10 700–97. Можно однозначно утверждать, что упаковка Tetra Pak, образующаяся в результате промышленного производства, является перерабатываемым материалом. Существуют технологии для переработки ее как мокрым способом, то есть роспуском в водной среде, так и сухим — разволокнением без воды. И тот и другой способы реализованы в виде промышленных установок, имеющих каждая свою экономическую и технологическую ценность.

Но нас больше интересует вопрос об упаковке Tetra Pak как загрязненной фракции ТКО. Отметим сразу, что такая упаковка практически не перерабатывается в России. Между тем срок ее биологической деградации составляет 400−500 лет, и проблема переработки данного вида макулатурного сырья актуальна.

Но Tetra Pak из ТКО — это проблемный вид вторичного сырья, один из самых трудных и нежелательных на перерабатывающем производстве.

Причин тому несколько. Первая — техническая. Вымыть стеклянную либо ПЭТФ-бутылку достаточно просто в отличие от Tetra Pak-пакета. Это объясняется присутствием в Tetra Pak-упаковке различного рода фиксаторов и углов, усложняющих процесс мытья и даже просто слива содержимого. Остатки жидких продуктов, содержащиеся в упаковке, начинают разлагаться, вызывая неприятный запах и распространяя гнилостную микрофлору и на другое, чистое макулатурное сырье. Можно было бы использовать биоциды для устранения микроорганизмов. Однако это экономически нерентабельно, а главное, у микрофлоры развивается привыкание, ведущее к формированию устойчивых штаммов, справиться с которыми будет невозможно.

Вторая причина — технологическая.

Tetra Pak-упаковка — композитный вид вторичного сырья: для его переработки мокрым способом нужно в несколько раз больше ресурсов (электроэнергии, воды и т. д.), чем в случае с гофрокартоном (марка МС-5Б) и хром-эрзацем (марка МС-6). В основе данных марок — один и тот же материал, только Tetra Pak представляет собой ламинированный картон, тогда как МС-5Б и МС-6 — неламинированный. При переработке Tetra Pak главной задачей становится отделение целлюлозного волокна от иных составляющих.

При мокром способе переработки микроорганизмы — бактерии, грибки, а также их выделения, оставшиеся в Tetra Pak-таре с продуктами питания (соками, молочными продуктами и т. д.), попадают в бумажную массу с оборотной водой. Встретив хорошую питательную среду в виде органических веществ, например крахмала, применяемого при склейке гофрокартона, они начинают активно развиваться, образуя слизевые обрастания на стенках трубопроводов, бассейнов и прочего оборудования, в котором находится масса или оборотная вода. Слизь легко проходит через систему очистки макулатурной массы и не может быть удалена методом осаждения или сортирования. Практически все предприятия по переработке макулатуры имеют замкнутый или частично замкнутый цикл водопотребления. Это приводит к накоплению в производственной системе коллоидных и растворенных органических и неорганических веществ. При этом происходит неконтролируемый рост слизеобразующих организмов.

Фото 1. Бумагоделательная машина, формирующая бумажное или картонное полотно
Разбавленная волокнистая масса вместе со слизью непрерывным потоком поступает на движущуюся бесконечную сетку, равномерно разливаясь по ширине и постепенно теряя воду, превращаясь в мокрое бумажное полотно. Находящиеся в суспензии волокна под влиянием силы тяжести и отсасывающего действия регистровых валиков и гидропланок оседают на сетку, образуя на ней своеобразный волокнистый фильтр, через который проходит вода, но задерживается слизь. Слизь вместе с массой может пройти сеточную часть бумагоделательной машины (БДМ) (фото 1), но на первом или втором прессе происходит обрыв бумажного полотна. Из-за простоя БДМ катастрофически снижаются показатели эффективности производства в целом.
Рис. 1. Состав упаковки Tetra Pak: 20% - полиэтилен (LDPE), источник вторичного полимера; 5% - алюминиевая фольга, пищевой алюминий; 75% - картон, источник целлюлозных волокон
Состав упаковки Tetra Pak представлен на рис. 1. Целлюлозное волокно, из которого она состоит на три четверти, в свою очередь представляет собой смесь относительно длинного волокна (30%), имеющего гидроксильные группы, и короткого (70%) (беленая термомеханическая масса). Принципиальный момент — наличие волокон с гидроксильными группами, поскольку именно они образуют водородные связи и обеспечивают механическую прочность бумаги. А беленая термомеханическая масса является наполнителем, обеспечивающим жесткость и каркасность материала.
Фото 2. Роспуск в гидроразбивателе высокой концентрации
Все компоненты Tetra Pak-упаковки прочно спаяны друг с другом, что усложняет процесс их разделения. Чтобы отделить волокно от слоев полиэтилена и фольги, необходим эффективный роспуск упаковки Tetra Pak в гидроразбивателе при концентрации массы 12−15% (фото 2). При высокой концентрации сила трения обеспечивает высокие сдвиговые нагрузки, в результате чего пленка с фольгой отделяются крупными фрагментами и не происходит их измельчения. Поскольку роспуск происходит в водной среде, остаточное содержимое пакета попадает в оборотную воду, и концентрация органических веществ в ней повышается. В результате возникает необходимость использования дорогого оборудования не только механической, но и биологической очистки. Очевидно, что мокрый способ связан с большими энергетическими и экономическими затратами.

В этой сфере имеется негативный опыт. В 2006—2007 гг. на Кондровской бумажной фабрике было установлено специализированное оборудование по переработке промышленных отходов упаковки Tetra Pak, произведенное в Финляндии. Компания, производящая упаковку Tetra Pak в России, гарантировала около 2 тыс. т в месяц промышленных отходов с производств, находящихся в Московской области и в городе Тимашевске Краснодарского края. Однако после реконструкции производства и объединения его в г. Лобне (Московская область) количество промышленных отходов сократилось до 200 т/мес.

Чтобы загрузить оборудование, было принято решение работать с упаковкой Tetra Pak, загрязненной фракцией ТКО IV класса опасности. Однако уже через двое суток работы на данном сырье возникла большая проблема: в оборотной воде резко поднялись ХПК (химическое потребление кислорода — показатель содержания органических веществ в воде) и БПК (биологическое потребление кислорода), достигнув уровня 34 и 20 тыс. мг/л соответственно. Эти два показателя характеризуют состав оборотной воды. Накопление вредных веществ приводит к уменьшению содержания кислорода в системе и способствует превращению сульфата в сероводород, образуя низкомолекулярные кислоты с неприятным запахом. Поскольку на предприятии использовалась

Фото 3. Обнаружение развития микроорганизмов лабораторным контролем
система водоочистки, не предназначенная для таких концентраций и таких объемов загрязнений, начались проблемы при обезвоживании волокнистой массы на пап-машине; в воздухе стоял устойчивый и сильный запах сероводорода. Поскольку оборотная вода в процессе производства нагревается до 30−35 ˚C, развитие микроорганизмов, происходит уже не в арифметической, а в геометрической прогрессии (фото 3). Следствием такого биологического взрыва стало заражение всего потока, отразившееся самым негативным образом на продукции фабрики.

В результате переработка загрязненной Tetra Pak упаковки была остановлена, а оборудование выставлено на продажу. Полиалюминиевая смесь, полученная в процессе переработки Tetra Pak, перерабатывалась в композитные полимерные гранулы, но дальнейшая их реализация была затруднена.

Позже переработку Tetra Pak-тары пробовали осуществлять на Краснополянской бумажной фабрике (Костромская область), используя оборудование, произведенное в Китае/

Однако этот опыт также нельзя назвать удачным: волокно получали, загрязненную воду сбрасывали в реку, а кипы полиалюминиевой смеси и сегодня валяются у стен фабрики, которая уже не работает.

Можно с уверенностью сказать, что ни один микрозавод по переработке Tetra Pak мокрым способом никогда не справится с задачей, данное производство будет экономически нерентабельно. Оборудовать и содержать высокоэффективные очистные сооружения под силу только очень большим предприятиям.

Этот опыт убедительно свидетельствует о том, что мокрая переработка Tetra Pak-упаковки сложна, затратна и вследствие этого ставит под сомнение целесообразность использования данного метода. Однако у нее есть реальная альтернатива — сухая сепарация. Этот сухой процесс, где роспуск Tetra Pak-упаковок происходит на аэродинамическом диспергаторе без использования воды и, следовательно, без дорогостоящих очистных сооружений, позволяет перерабатывать упаковку Tetra Pak с гораздо меньшими экономическими затратами и экологическими рисками.

Рис. 2. Аэродинамический диспергатор
Любой региональный оператор в состоянии установить на сортировочной станции такое оборудование, поскольку оно недорого, эффективно и не занимает больших площадей. Производственный цикл, где осуществляются одновременно сушка, измельчение и сепарация Tetra Pak упаковки (рис. 2), состоит в следующем.

Предварительно измельченные кусочки упаковки Tetra Pak подаются в диспергатор, состоящий из статора и вращающегося ротора (рис. 3). В центре ротора создается вакуум с помощью мощного вентилятора. Частицы вовлекаются кольцевым потоком воздуха и начинают вращаться. Центробежная сила выталкивает их по касательной траектории

Рис. 3. Схема сухой сепарации Tetra Pak-упаковки
, действие вакуума, напротив, притягивает к центру. Параметры подбираются таким образом, чтобы нераспущенные частицы не покидали кольцевую зону, где они постоянно сталкиваются с лопатками статора и между собой. За счет многократных соударений картонная основа распускается на отдельные волокна, длина и структура которых сохраняется. Отделившиеся волокна втягиваются вентилятором и далее улавливаются с помощью циклона; полиэтилен и алюминий отлетают в сторону.

Полученное таким образом волокно направляется на производство бумаги, картона и санитарно-гигиенических изделий (туалетной бумаги, бумажных полотенец, салфеток и пр.). Помимо целлюлозного волокна, годного для изготовления бумаги, продуктом переработки является полиалюминиевая смесь, на которую сегодня есть спрос.

Но среди причин, осложняющих переработку Tetra Pak, есть и третья — законодательная.

Собирать Tetra Pak-упаковку в больших объемах тяжело в силу неработающей системы селективного сбора отходов. Однако в принципе упаковка, попадающая в контейнер для бумажных отходов, могла бы отсортировываться на мусоросортировочных станциях, как это происходит в странах с высокой культурой обращения с отходами, например в странах Евросоюза. Но на территории Российской Федерации нет заводов по переработке Tetra Pak-упаковки ни сухим, ни мокрым способом. Даже если и существуют подобные заводы, их доля очень мала, а информация относительно объемов переработки отсутствует.

Почему перспективы переработки Tetra Pak в России ничтожны? Причина тривиальна. В п. 8 ст. 12 закона № 89-ФЗ установлен запрет на захоронение отходов, в состав которых входят полезные фракции, подлежащие утилизации. Таким образом, отсортированная Tetra Pak-упаковка становится глобальной проблемой для региональных операторов. Ее можно было захоронить в составе смешанных отходов, а вот отсортированную захоронить нельзя, но невозможно и переработать, так как нет ни производственных мощностей, ни потребителей продукции.

В упомянутых странах с высокой культурой обращения с отходами процесс переработки Tetra Pak рентабелен за счет применения механизмов РОП. И у нас на этот сложный, изначально очень загрязненный вид макулатуры с 01.01.2019 установлен экологический сбор в размере 3055 руб./т. Можно бы радоваться: за каждую переработанную тонну Tetra Pak можно получить 3055 руб. Но нет, фактически оказывается, что в лучшем случае только к 2020 г. можно получить 611 руб./т (умножая 3055 руб. на норматив утилизации 20% получаем 611 руб./т). Эти деньги покроют, возможно, затраты на транспортирование, сортировку и кипование, но на переработку средств не остается. Интересно отметить, что ставка экологического сбора на другие марки макулатуры, гораздо более простые и благодарные в переработке, с 01.01.2019 г. также составляет 3055 руб. При этом действующих мощностей достаточно, чтобы переработать 65% образующихся макулатурных отходов. Достаточных же мощностей для переработки Tetra Pak-упаковки в России на данный момент нет. Таким образом, ставки одинаковые, а возможности для утилизации разные. Кто же станет заниматься переработкой данной фракции?

Чтобы сдвинуть ситуацию с мертвой точки, необходимо предоставление всем региональным операторам субсидий для организации линий для переработки Tetra Pak сухим методом.

При нормативе утилизации 100% и ставке экологического сбора как в Европе (в среднем около 8 руб./т, хотя в Бельгии, например, — 23 767 руб./т, в Испании — 24 293 руб./т) и выделении Tetra Pak в отдельный вид материала (комбинированный) можно было бы рассчитывать на наличие потребителей и на возможность переработки Tetra Pak-упаковки. Однако с сегодняшними ставками это невозможно. Поэтому тем, кто ставит линии по розливу напитков в упаковку Tetra Pak, имеет смысл задуматься о соответствии данного вида сырья принципам циклической экономики.

Подчеркнем, что по сравнению с Tetra Pak-упаковкой ПЭТФ-бутылка гораздо больше соответствует двенадцатой цели устойчивого развития — «ответственного потребления», поскольку на нее очень большой спрос. На всех мусоросортировочных станциях в России 1 т ПЭТФ, даже не сортированного по цветам, стоит 32 тыс. руб./т, тогда как Tetra Pak ни стоит ничего, он даже не отсортировывается, поскольку спрос на него нулевой.

Будет ли кто-нибудь из производителей бумаги покупать оборудование для переработки Tetra Pak? Очень маловероятно. Маркетинг по этому материалу дает неутешительные прогнозы: данный вид материала — нерециклируемый на территории Российской Федерации.

Допустим, какой-то регоператор станет отсортировывать Tetra Pak-упаковку, но дальнейшие действия с ней непонятны. Или Tetra Pak превратится в альтернативное топливо, как это происходит во многих развитых странах, или же необходимо выделить в отдельную группу, на порядок увеличить ставку экологического сбора и применять технологии извлечения из этого материала обсемененного волокна с последующей его пастеризацией (вместо использования биоцидов), что является очень дорогой технологией.

Возможно, когда-то возьмутся и за это, но пока экономическая целесообразность переработки Tetra Pak в бумажном производстве не выявлена.

comments powered by HyperComments