با توجه به علاقه ای که در گسترش بازیافت با وجود بحران زباله های خشک، به وجود آمده است، این نکته که چگونه مواد برای بازیافت جمع آوری می شود، از اهمیت فراوانی برخوردار شده است. یک رویکرد این است که تمامی زباله های موجود جمع آوری شده و آن هایی که قابل بازیافت است، جداسازی شود. از آن جا که مشارکت مصرف کنندگان در بازیافت مانند امروز نبود، نرخ بازیافت با انجام فرآیندهای جداسازی محدود بود. سازمان معادن ایالات متحده در دهه 1970 کمک و حمایت قابل توجهی از تحقیقات در این زمینه انجام داد. دلیل این حمایت آن بود که اغلب از فن آوری هایی استفاده می شد که از فرآیندهای معدنی الگوبرداری شده بود. هزینه های فرآوری بالا و کیفیت پایین مواد بازیافت شده از این طریق، موجب شد تا این رویکرد دوام زیادی نداشته باشد. یکی از مشکلات این شیوه، عدم توانایی آن در جداسازی دقیق و مناسب انواع مختلف رزین های پلاستیکی از یکدیگر بود. پس از کنار گذاشتن این روش، روش جداسازی از مبدا، که در آن از مصرف کنندگان خواسته شد، مواد قابل بازیافت را از دیگر زباله ها، جداسازند، مطرح شد.
بدیهی است در چنین برنامه ای آنچه بیش از هر عامل دیگری حائز اهمیت است، میل و رغبت مصرف کنندگان برای انجام متعهدانه این برنامه است. مطالعات گوناگونی برای بررسی رفتار مصرف کنندگان و اعمال سیاست های تشویقی و تنبیهی در نوع آماده سازی موادی که از مصرف کنندگان خواسته می شود، تحویل دهند، انجام گرفته است. همچنین چگونگی تحویل مواد و مکانی که باید برای تحویل مواد در نظر گرفت، در این مطالعات مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه این مطالعات نشان داد که یک ارتباط قوی میان مشارکت در برنامه بازیافت و دوعامل کلیدی سهولت و انگیزه، وجود دارد. به سادگی می توان دریافت که افراد دارای انگیزه بالا حتی هنگامی که شرایط سهل و آسانی برایشان فراهم نیست، در برنامه بازیافت شرکت می کنند. برای مثال،آن ها مواد قابل بازیافت را تمیز می کنند ،مواد قابل بازیافت را بر اساس نوع مواد جدا سازی وطبقه بندی می کنند،یک ماه یا حتی بیشتر این موادرا نگه می دارند و به محل های drop_offکه در وسط شهر قرار گرفته تنها به مدت چند ساعت در بعداز ظهر یک روز در طول ماه باز است،تحویل می دهند .از سوی دیگر،برخی مردم تمایلی به مشارکت در برنامه باز یافت نداردو تلاش برای ایجاد انگیزه و تسهیل شرایط بازیافت بر ایشان مهم نیست.البته،اغلب مردم بین این دو حالت قراردارند واگر ترکیبی از انگیزه و سهولت برایشان فراهم شود،تمایل به مشارکت در برنامه بازیافت خواهند داشت.کمیته ها وانجمن های مختلفی درایالت متحده برنامه های باز یافت را از طریق راه های گوناگون سازمان دهی و پی ریزی کرده اند.به واسطه این تجربیات ،برخی عوامل کلیدی در این زمینه پدیدارشده است .در ابتدا،برای محلات یک خانواده ای،جمع آوری مواد قابل بازیافت وزباله درحاشیه پیاده ها انجام می شودوجمع آوری زباله در یک روز به بالاترین نرخ مشارکت می رسد.برای محلات وسکونت گاه های چندفامیلی،محل های (sife)جمع آوری در مجاورت مکان های جمع آوری زباله هاقرارمی گیردیا این که درمجاورت برخی تاسیسات مرکزی مورد استفاده هم چون اتاق های رخت شویی درنظرگرفته می شود که اثر بخشی مطلوب تری به همراه دارد.
آموزش مداوم مصرف کنندگان برای موفقیت ضروری است. مردم باید بدانند که چگونه در این برنامه مشارکت کنند و باید به یاد داشته باشند که مشارکت آنان تا چه حد حائز اهمیت و ارزشمند است. حتما در یک برنامه بلند مدت، ساکنین جدیدی خواهند آمد که نیاز به اطلاعات دارند و مردم فراموش کاری که باید اطلاعات به آن ها یادآوری شود.
آموزش کودکان در مدارس می تواند بسیار اثرگذار باشد. این آموزش هم در ایجاد عادت بازیافت برای کودکان موثر است و هم در تغییر رفتار والدین آنها (خانواده آن ها).
جمع آوری در اغلب مواد قابل بازیافت می تواند به صورت مخلوط و با حداقل فرآوری انجام شود. این عمل مشارکت را به بالاترین حد می رساند. در واقع در تمامی برنامه های بازیافت، ضروری است که مواد در ابتدا تمیز شود. این نه تنها یک عامل کلیدی در کیفیت است بلکه پس مانده های مواد غذایی می تواند نگرانی های جدی در مورد سلامت جامعه را موجب شود. اگر از مردم خواسته شود که لیبل ها را جدا سازند یا قوطی ها را فشرده و مسطح سازند، بسیاری از مردم به جای آن که ظروف را در ظرف بازیافت بریزند، در سطل زباله می ریزند و تلاش برای بازدهی زوش بازیافت از مبدا بی اثر می شود.
عرضه یک ظرف بازیافت به هر خانواده برای مثال سطل آبی رنگی که مورد پسند مردم است، می تواند در افزایش مشارکت مردم بسیار موثر باشد. به طور کلی برنامه های بازیافت اجباری، که در آن با قوانین و مقررات ویژه از مردم خواسته می شود مواد قابل بازیافت را جدا سازند، نرخ مشارکت به نسبت بالاتری نسبت به برنامه های کاملا اختیاری به دنبال دارد. باید توجه داشت که برنامه های اختیاری که به خوبی اجرا شده است به نرخ مشارکت بسیار بالاتری نسبت به برنامه های اجباری ناقص و بی برنامه به دست آورده است.
تعداد اندکی از مردم به برنامه های اجباری واکنش منفی نشان داده و در نهایت از مشارکت در آن سر باز می زنند. دیگران نیز ممکن است آن را به طور کامل رد نکنند اما شاید سعی کنند که تا جای ممکن حداقل مشارکت را داشته باشند. این یکی از دلایل احتمالی است که چرا یک برنامه اجباری بدون فعالیت اجباری ممکن است نرخ مشارکت پایین تری نسبت به یک برنامه اختیاری همانند داشته باشد.
در تعین ساختار نهایی یک برنامه بازیافت لازم است هزینه ها با مزایای برنامه، تراز بشود (متعادل شدن) برنامه ای که حداکثر سهولت را در بر دارد، معمولا هزینه ها را افزایش می دهد. فعالیت های آموزشی و انگیزشی نیز هزینه بردار است. عامل کلیدی این است که مقدار مواد اضافی جمع آوری شده، سرمایه گذاری مورد نیاز را توجیه می کند.
در جاهایی که روش جمع آوری زباله از جمع آوری (برداشتن) سنتی از کنار خیابان متفاوت است، طراحی موثرترین برنامه بازیافت، متفاوت خواهد بود. عوامل فرهنگی همچون احترام برای authority و willingness برای برآورده کردن انتظارات جامعه بسیار مهم است.
نرخ بازیافت برای بسته بندی پلاستیکی
اغلب برنامه های بازیافت زباله های حاشیه ای برای پلاستیک های بسته بندی بر بطری دما تمرکز دارد. برنامه های drop-off برای کیسه های فروشگاهی و کیف ها در اوایل دهه 1990 نسبتا معمول بود اما به دلیل دسترسی و فراهم بودن کاهش قابل توجهی یافته است. نرخ بازیافت کیسه ها و کیف های فروشگاهی هرگز بسیار بالا نبوده است.
پوشش های استرچ پلاستیکی به طور متناوب مورد بازیافت قرار گرفته است. برنامه هایی که برای بازیافت مواد ضربه گیر فومی پلی استایرن انجام شده است، موفقیت مطلوبی داشته است.
اتحادیه تولید کنندگان پلاستیک ایالات متحده (APC) گزارش کرده است که 729 هزار تن (63/1 میلیارد پوند) بطری پلاستیکی طی سال 2002 در ایالات م تحده بازیافت شده است که 8 درصد در تناژ نسبت به سال ماقبل آن افزایش داشته است. اگر چه نرخ بازیافت بطری های پلاستیکی به یکباره کاهش یافت و به 21 درصد از میزان بطری های تولید شده از سال 2001 رسید و این نرخ 6/21 درصد برای سال ها تداوم یافت.
مطابق گزارش EPA ، تناژ بازیافت ظروف سخت پلاستیکی ، 727 هزار تن با نرخ 8/21 درصد در سال 2001 بود. نرخ بازیافت بسته بندی انعطاف پذیر در همین سال تنها 3/4 درصد بود. آمارهای جدیدتری در مورد ظروف سخت پلاستیکی و بسته بندی انعطاف پذیر وجود ندارد اما نرخ بازیافت احتمالا کاهش یافته است. نرخ کلی بازیافت پلاستیک ها در زباله های جامد شهری 5/5 درصد در سال 2001 است.
شکل های 6/16 و 7/16 نشان دهنده پلاستیک ها در MSW و بازیافت پلاستیک ها بر اساس نوع رزین در سال 2001 در ایالات متحده است.
اتحادیه تولید کنندگان پلاستیک اروپا (APME) نرخ بازیافت 8/14 درصد در اروپای غربی را برای بازیافت مکانیکی پلاستیک ها در زباله های خشک شهری در سال 2003 گزارش کرد، در حالی که از لحاظ وزنی 6/13 درصد نسبت به 2002 و 24 درصد بین سال های 2001 تا 2003 رشد نشان می داد. نرخ بازیافت در سال 2003 به 13/3 میلیون تن رسید. ضمن این که 350 هزار تن پلاستیک از طریق بازیافت Feedstock بازیابی شده است. نرخ بازیافت زباله های بسته بندی، از طریق بازیافت مکانیکی و Feedstock ، در سال 2002 (5) ، 8/23 درصد شد. نرخ بازیافت مربوط به بسته بندی در سال 2003 گزارش نشده است. APME جزئیات بازیافت بر اساس نوع پلیمر گزارش نشده است. این اتحادیه اشاره کرده است که نرخ بازیافت در اروپا از کشوری به کشور دیگر تفاوت قابل توجهی دارد.
فرآوری پلاستیک های جمع آوری شده
هنگامی که بسته بندی پلاستیکی جمع آوری می شود، باید به یک شکل معین برای کاربرد نهایی فرآوری بشود. جزئیات روش فرآوری با توجه به نوع کاربرد و ذخیره سازی مواد، تفاوت قابل ملاحظه ای خواهد داشت مراحل اصلی فرآوری به طور کلی شامل کاهش اندازه، تمیز کردن و طبقه بندی (sprt) است که معمولا به دنبال آن، فرآیندهای اکستروژن و تبدیل به پلت نمودن مواد انجام می شود. اگر که مواد نیاز به حمل و نقل داشته باشد، معمولا از فشرده کردن مواد استفاده می شود و می تواند به عنوان یک مرحله از فرآوری در نظر گرفته شود.
کاهش اندازه
کاهش اندازه به عنوان یک ضرورت، به منظور کاهش اندازه قطعات پلاستیکی جمع آوری شده انجام می شود. این فرآیند، تغذیه مواد که اغلب ظروف هستند و ممکن است فیلم هم در آن موجود باشد، به تجهیزات فرآوری و واحد تمیزکاری را امکان پذیر می سازد. برای این کار از خردکن یا گرانول ساز استفاده می شود. برخی اوقات کاهش اندازه در یک مرحله انجام می شود و گاهی در دو مرحله تا مواد به اندازه دلخواه برسد.
پاک سازی
این مرحله به منظور خارج ساختن، محصول باقی مانده، آلودگی، لیبل های کاغذی، باقیمانده چسب و دیگر آلودگی های ناخواسته از مواد جمع آوری شده انجام می شود. این مرحله در واقع با مصرف کنندگان شروع می شود. برای مثال از آنان خواسته می شود که باقی مانده های مواد غذایی و درب پوش ها را از ظروف خارج کنند و یا باقی مانده های خرید را از کیسه های پلاستیکی بیرون آورند.
برای ظروف، یک فرآیند هوایی جداسازی وجود دارد که معمولا پس از مرحله کاهش اندازه و برای جداسازی قطعات باقی مانده لیبل ها و مواد سبک دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
پس از این مرحله مواد با مواد پاک کننده گرم شسته می شود، سپس مجددا شستشو شده و نرمال می شود تا آخرین خرده های کاغذی، چسب های نرم شده، ذرات آلوده و دیگر آلودگی ها از مواد خارج شود. برای HDPE و دیگر پلی الفین ها، یک سینک شناور بر اساس آب استفاده می شود که معمولا برای خارج ساختن هر ماده با چگالی بیش از 1gr/ cm3 به کار می رود.
طبقه بندی (sorting)
طبقه بندی، مرحله ای است که برای جداسازی بسته بندی پلاستیکی از دیگر ترکیبات بسته بندی بر اساس نوع رزین، انجام می شود. برای مثال، وقتی برای اولین بار، بطری های نوشابه PET بازیافت شدند، همه آنها ماده HDPE به همراه داشتند. بخشی از فرآیند بازیافت، به جداسازی PET از HDPE اخصاص دارد تا پس از جداسازی هر دو به طور جداگانه بازیافت شوند. همیشه تفاوت آشکاری بین مراحل پاک سازی و جداسازی (طبقه بندی) وجود ندارد. به نظر شما جدا کردن درب پوش های آلومینیومی از بطری PET، در مرحله پاک سازی انجام می شود یا طبقه بندی؟ متاسفانه، نیاز به آشکار ساختن این تفاوت با بحث روی برخی ویژگی های معمولی سیستم های طبقه بندی (sorting) وجود ندارد.
طبقه بندی می توان در نقاط مختلفی در یک سیستم بازیافت انجام شود. در یک سیستم جمع آوری مخلوط مواد قابل بازیافت، در مرحله اول، طبقه بندی انواع مختلف مواد انجام می شود. بنابراین در این مرحله، پلاستیک باید از دیگر مواد پلاستیکی جدا شود، پلاستیک های حاصل از این جداسازی ممکن است تحت فرآوری بیشتری در یک واحد بازیافت قرار گیرد یا این که در گونی هایی به واحدهای ویژه فرآوری پلاستیک ها ارسال شود.
در سیستمی که انواع مختلفی از پلاستیک ها جمع آوری می شود، هدف دیگر طبقه بندی، جداسازی انواع مختلف رزین های پلاستیکی از یکدیگر است و هر یک می تواند در کاربردهای با ارزش تری مورد استفاده قرار گیرد. میزان جداسازی مورد نیاز به قصد مصرف کننده نهایی بستگی دارد. (به کاربرد نهایی بستگی دارد)
اگر کاربر نهایی به یک تخته (ورته) پلاستیکی بی کیفیت نیاز داشته باشد، می تواند یک مخلوط از مواد جمع آوری شده را به کار گیرد و نیازی به طبقه بندی و جداسازی مواد ندارد.
اگر سیستمی تنها برای قبول یک نوع پلاستیک طراحی شده باشد، هدف خارج کردن مواد ناخواسته ای است که به اشتباه وارد ماده دلخواه شده است. این ترکیبات خارج شده مورد استفاده برخی روش های دیگر قرار می گیرد.
بسیاری از کارشناسان و متخصصان بازیافت پلاستیک ها بر این عقیده اند که تقسیم مرحله طبقه بندی در 3 بخش مفید است: طبقه بندی ماکرو، طبقه بندی میکرو و طبقه بندی مولکولی.
طبقه بندی ماکرو، مرتب سازی همه چیز (همه اشیا) را بر عهده دارد و بنابراین پیش از مراحل کاهش اندازه و معمولا پیش از مرحله تمیز کردن انجام می گیرد. برخی سیستم ها برای مرتب سازی سریع، همه ظروف پلاستیکی از جمله آنها که به صورت گونی بسته بندی شده است، توسعه یافته است. برخی از این سیستم ها قادر به مرتب سازی با توجه به رنگ است، همان طور که به خوبی بر اساس نوع رزین مرتب سازی می کند. ترتیب سنسورهای مورد استفاده، بر انعکاس یا عبور IR ، نور مرئی، اشعه X یا دیگر تشعشعات الکترو مغناطیسی تکیه دارد. پیچیدگی سیستم به پیچیدگی طبقه بندی (مرتب سازی) که انجام می شود، بستگی دارد. با وجود در دسترس بودن چنین سیستم هایی، هزینه های آن نسبتا بالا است. در حالی که اغلب طبقه بندی های ماکرو هنوز با دست انجام می گیرد.
در یک سیستم نمونه، مواد بر روی یک تسمه نقاله قرار می گیرند و از میان گروهی از افراد جداساز عبور می کند. این افراد یا یک نوع ماده معین را با دست بر می دارند و یا این که موادی را که دلخواه نیستند، خارج می سازند.
هزینه کارگری در چنین سیستم هایی بالاست با وجود این که دستمزدهای پرداخت شده، پایین است. در برخی موارد، واحدهای بازیافت روی گروه های خاصی از کارگران تکیه دارند مانند زندانیان یا کارگران فاقد صلاحیت قانونی، برای کاستن از هزینه ها.
میکروسورتینگ یا طبقه بندی میکرو، یک طبقه بندی بر اساس نوع رزین است که پس از مرحله کاهش اندزه ( و یا معمولا پس از مرحله تمیز کردن مواد) انجام می شود. در این سیستم ها، خردهای پلاستیکی بر اساس نوع رزین و در برخی مواد بر اساس رنگ جداسازی می شوند. از آنجا که سیستم های جداسازی میکرو به طور گسترده در حال استفاده هستند، فن آوری آن نسبت به طبقه بندی ماکرو، کمتر توسعه یافته است. جداسازی میکرو بخش جدایی ناپذیری از اغلب سیستم های بازیافت بطری PET بوده است و همچنان نیز می باشد. چنانچه پیش از نیز گفته شده این جداسازی به طور معمول از یک سیستم جداسازی بر اساس چگالی (دانسیته) برای جدا کردن PET از HDPE استفاده می کند. همان طور که فنجان ها و لیوان های HDPE از تولید خا رج شده است، درب پوش های PP پلی پروپیلن نیز جایگزین درب های آلومینومی شده است. روش جداسازی مورد اشاره برای جداسزی PP و PET نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
در ابتدای کار، تانک های بزرگ sink/float به کار گرفته می شود. در اغلب واحدهای بازیافت، امروزه این روش با هیدرو سیکلون بسیار فشرده تر جایگزین شده است. در هر دو مورد ، آب ، وسیله جداسازی است و رزین های دارای چگالی (دانسیته) پایین تر از آب و رزین های دارای دانسیته (چگالی) بالاتر از آب از یکدیگر جدا می شوند.
وقتی کار جداسازی مشکل تر می شود که هر دو ماده سنگین تر یا هر دو سبک تر از آب باشند. انجام چنین جداسازی با استفاده از یک مایع و یا یک حلال با چگالی معین، در برخی موارد حداقل در تئوری غیر ممکن است ضمنا به خاطر هزینه های بازیافت و برخی خطرات زیست محیطی راه جذابی به شمار نمی رود.
استفاده از دی اکسید کربن Supercritical یکی از رویکردهای محتمل است. چگالی آن می تواند به سادگی با تنظیم فشار درست عمل کند، غیر سمی است و به سادگی از این رزین های پلاستیکی جدا شده، خارج می شود.
تحقیقات بسیار زیادی بر روی سیستم های مرتب سازی میکرو که بر رفتار شکست گوناگون، نقطه ذوب دیگر صفحات دیگر تکیه دارند، انجام گرفته است. سایش برودتی یا غربال کردن برای جداسازی PET/PVC استفاده شده است. غوطه ورد (شناور) سازی رد مقایس نزدیک به تجاری استفاده شده است. تحقیقات امروزی با این رویکرد و هدف در حال انجام است که با افزودن موفق فرآیندهای بر اساس تابش و تشعشع که برای طبقه بندی ماکرو طراحی شده، آن ها را به طبقه بندی میکرو بدل سازد.
دقت، هزینه و سرعت، مشکلات اصلی است که بر سر راه توسعه و گسترش فن آوری جداسازی میکرو قرار دارد.
اگر خود بسته یک ماده شامل چند رزین باشد مانند یک بسته کواکسترود شده یا لامینه شده، هیچ یک از فرآیندهای جداسازی میکرو یا ماکرو برای جداسازی و طبقه بندی رزین موثر نخواهد بود، مگر این که ماده بتواند ورقه ورقه شود. بطری های کچاپ PET/EVOH نمونه بسته ای است که طی فرآیند معمول بازیافت ورقه ورقه شده و دو ماه جدا می شوند. اگر هر ورقه مجزا نیز خود شامل دو نوع یا انواع بیشتری پلاستیک باشد، بدیهی است که هیچ یک از فرآیندهای جداسازی ماکرو و میکرو نمی تواند مواد را از هم جدا کند در چنین شرایطی، اگر جداسازی لازم بشاد، جداسازی و طبقه بندی مولکولی، تنها انتخاب ممکن است. درجداسازی مولکولی، کالای پلاستیکی (پلاستیک) به مولکول های مجزا تجزیه می شود. به طور معمول این کار به وسیله حل کردن آن در یک حلال ارگانیک انجام می شود. انحلال (تجزیه) انتخابی و رسوب مجدد به وسیله حلال های گوناگون و یا درجه حرارت های مختلف، می تواند یک رزین نسبتا خالص، حاصل آورد. علاوه بر هزینه های بالا و مخاطرات زیست محیطی، این سیستم ها می تواند با باقی نگه داشتن حلال در مواد فرآوری شده، مشکلاتی به وجود بیاورد. هیچ سیستم جداسازی مولکولی هنوز وجود ندارد که به طور موفق تجاری شده باشد.
اکستروژن و پلت سازی (به شکل دانه در آوردن)
پس از تمیز کردن و جداسازی، رزین پلاستیکی ممکن است از طریق یک اکسترودر فرآوری شده و به شکل دانه (گلوله) در بیاید. یک امتیاز و فایده مهم پلت سازی برای رزین های پلاستیکی این اسن که با وجود یک فیلتر (صافی) در اکسترودر پلت ساز، می توان ناخالصی های باقیمانده را خارج کرد. ضمن این که مواد پلت شده (به شکل گلوله درآمده) به سادگی می تواند توسط کاربران نهایی فرآوری شده و با رزین خام مخلوط شود. در این مرحله امکان افزودن، پایدا کننده های بیشتر یا دیگر افزودنی ها وجود دارد. از معایب اصلی پلت سازی می توان به افزایش هزینه و history حرارتی بیشتر مواد بازیافت شده اشاره کرد که می تواند موجب تخریب و از هم پاشیدگی شود.
این عامل ممکن است قابل ملاحظه نباشد، بروز این عیب بستگی به خصوصیات پلیمر و نوع کاربرد آن دارد.
بازیافت feed stock
مقدار نسبتا اندکی از بسته بندی پلاستیکی با یک روش کاملا متفاوت، از فرآیند بازیافت فیزیکی که در بالا شرح داده شد؛ بازیافت می شود. برای برخی پلاستیک ها، امکان استفاده از عملیات شیمیایی برای تجزیه و شکست ساختار اصلی پلیمر وجود دارد. این عملیات در واقع فرآیند پلیمریزاسیون ابتدایی را معکوس می کند، به این شکل که مخلوطی حاوی واحدهای ساختمانی پلیمر به همراه برخی ناخالصی ها به وجود پلیمریزاسیون تبدیل به پلیمر شوند که طی آن پلیمری بسیار شبیه و یکسان با رزین خام تولید می شود.
چنین فرآیندهایی با نام بازیافت شیمیایی، بازیافت feed stock و یا بازیافت نسل سوم (tertiany) می نامند.
بدیهی است در چنین برنامه ای آنچه بیش از هر عامل دیگری حائز اهمیت است، میل و رغبت مصرف کنندگان برای انجام متعهدانه این برنامه است. مطالعات گوناگونی برای بررسی رفتار مصرف کنندگان و اعمال سیاست های تشویقی و تنبیهی در نوع آماده سازی موادی که از مصرف کنندگان خواسته می شود، تحویل دهند، انجام گرفته است. همچنین چگونگی تحویل مواد و مکانی که باید برای تحویل مواد در نظر گرفت، در این مطالعات مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه این مطالعات نشان داد که یک ارتباط قوی میان مشارکت در برنامه بازیافت و دوعامل کلیدی سهولت و انگیزه، وجود دارد. به سادگی می توان دریافت که افراد دارای انگیزه بالا حتی هنگامی که شرایط سهل و آسانی برایشان فراهم نیست، در برنامه بازیافت شرکت می کنند. برای مثال،آن ها مواد قابل بازیافت را تمیز می کنند ،مواد قابل بازیافت را بر اساس نوع مواد جدا سازی وطبقه بندی می کنند،یک ماه یا حتی بیشتر این موادرا نگه می دارند و به محل های drop_offکه در وسط شهر قرار گرفته تنها به مدت چند ساعت در بعداز ظهر یک روز در طول ماه باز است،تحویل می دهند .از سوی دیگر،برخی مردم تمایلی به مشارکت در برنامه باز یافت نداردو تلاش برای ایجاد انگیزه و تسهیل شرایط بازیافت بر ایشان مهم نیست.البته،اغلب مردم بین این دو حالت قراردارند واگر ترکیبی از انگیزه و سهولت برایشان فراهم شود،تمایل به مشارکت در برنامه بازیافت خواهند داشت.کمیته ها وانجمن های مختلفی درایالت متحده برنامه های باز یافت را از طریق راه های گوناگون سازمان دهی و پی ریزی کرده اند.به واسطه این تجربیات ،برخی عوامل کلیدی در این زمینه پدیدارشده است .در ابتدا،برای محلات یک خانواده ای،جمع آوری مواد قابل بازیافت وزباله درحاشیه پیاده ها انجام می شودوجمع آوری زباله در یک روز به بالاترین نرخ مشارکت می رسد.برای محلات وسکونت گاه های چندفامیلی،محل های (sife)جمع آوری در مجاورت مکان های جمع آوری زباله هاقرارمی گیردیا این که درمجاورت برخی تاسیسات مرکزی مورد استفاده هم چون اتاق های رخت شویی درنظرگرفته می شود که اثر بخشی مطلوب تری به همراه دارد.
آموزش مداوم مصرف کنندگان برای موفقیت ضروری است. مردم باید بدانند که چگونه در این برنامه مشارکت کنند و باید به یاد داشته باشند که مشارکت آنان تا چه حد حائز اهمیت و ارزشمند است. حتما در یک برنامه بلند مدت، ساکنین جدیدی خواهند آمد که نیاز به اطلاعات دارند و مردم فراموش کاری که باید اطلاعات به آن ها یادآوری شود.
آموزش کودکان در مدارس می تواند بسیار اثرگذار باشد. این آموزش هم در ایجاد عادت بازیافت برای کودکان موثر است و هم در تغییر رفتار والدین آنها (خانواده آن ها).
جمع آوری در اغلب مواد قابل بازیافت می تواند به صورت مخلوط و با حداقل فرآوری انجام شود. این عمل مشارکت را به بالاترین حد می رساند. در واقع در تمامی برنامه های بازیافت، ضروری است که مواد در ابتدا تمیز شود. این نه تنها یک عامل کلیدی در کیفیت است بلکه پس مانده های مواد غذایی می تواند نگرانی های جدی در مورد سلامت جامعه را موجب شود. اگر از مردم خواسته شود که لیبل ها را جدا سازند یا قوطی ها را فشرده و مسطح سازند، بسیاری از مردم به جای آن که ظروف را در ظرف بازیافت بریزند، در سطل زباله می ریزند و تلاش برای بازدهی زوش بازیافت از مبدا بی اثر می شود.
عرضه یک ظرف بازیافت به هر خانواده برای مثال سطل آبی رنگی که مورد پسند مردم است، می تواند در افزایش مشارکت مردم بسیار موثر باشد. به طور کلی برنامه های بازیافت اجباری، که در آن با قوانین و مقررات ویژه از مردم خواسته می شود مواد قابل بازیافت را جدا سازند، نرخ مشارکت به نسبت بالاتری نسبت به برنامه های کاملا اختیاری به دنبال دارد. باید توجه داشت که برنامه های اختیاری که به خوبی اجرا شده است به نرخ مشارکت بسیار بالاتری نسبت به برنامه های اجباری ناقص و بی برنامه به دست آورده است.
تعداد اندکی از مردم به برنامه های اجباری واکنش منفی نشان داده و در نهایت از مشارکت در آن سر باز می زنند. دیگران نیز ممکن است آن را به طور کامل رد نکنند اما شاید سعی کنند که تا جای ممکن حداقل مشارکت را داشته باشند. این یکی از دلایل احتمالی است که چرا یک برنامه اجباری بدون فعالیت اجباری ممکن است نرخ مشارکت پایین تری نسبت به یک برنامه اختیاری همانند داشته باشد.
در تعین ساختار نهایی یک برنامه بازیافت لازم است هزینه ها با مزایای برنامه، تراز بشود (متعادل شدن) برنامه ای که حداکثر سهولت را در بر دارد، معمولا هزینه ها را افزایش می دهد. فعالیت های آموزشی و انگیزشی نیز هزینه بردار است. عامل کلیدی این است که مقدار مواد اضافی جمع آوری شده، سرمایه گذاری مورد نیاز را توجیه می کند.
در جاهایی که روش جمع آوری زباله از جمع آوری (برداشتن) سنتی از کنار خیابان متفاوت است، طراحی موثرترین برنامه بازیافت، متفاوت خواهد بود. عوامل فرهنگی همچون احترام برای authority و willingness برای برآورده کردن انتظارات جامعه بسیار مهم است.
نرخ بازیافت برای بسته بندی پلاستیکی
اغلب برنامه های بازیافت زباله های حاشیه ای برای پلاستیک های بسته بندی بر بطری دما تمرکز دارد. برنامه های drop-off برای کیسه های فروشگاهی و کیف ها در اوایل دهه 1990 نسبتا معمول بود اما به دلیل دسترسی و فراهم بودن کاهش قابل توجهی یافته است. نرخ بازیافت کیسه ها و کیف های فروشگاهی هرگز بسیار بالا نبوده است.
پوشش های استرچ پلاستیکی به طور متناوب مورد بازیافت قرار گرفته است. برنامه هایی که برای بازیافت مواد ضربه گیر فومی پلی استایرن انجام شده است، موفقیت مطلوبی داشته است.
اتحادیه تولید کنندگان پلاستیک ایالات متحده (APC) گزارش کرده است که 729 هزار تن (63/1 میلیارد پوند) بطری پلاستیکی طی سال 2002 در ایالات م تحده بازیافت شده است که 8 درصد در تناژ نسبت به سال ماقبل آن افزایش داشته است. اگر چه نرخ بازیافت بطری های پلاستیکی به یکباره کاهش یافت و به 21 درصد از میزان بطری های تولید شده از سال 2001 رسید و این نرخ 6/21 درصد برای سال ها تداوم یافت.
مطابق گزارش EPA ، تناژ بازیافت ظروف سخت پلاستیکی ، 727 هزار تن با نرخ 8/21 درصد در سال 2001 بود. نرخ بازیافت بسته بندی انعطاف پذیر در همین سال تنها 3/4 درصد بود. آمارهای جدیدتری در مورد ظروف سخت پلاستیکی و بسته بندی انعطاف پذیر وجود ندارد اما نرخ بازیافت احتمالا کاهش یافته است. نرخ کلی بازیافت پلاستیک ها در زباله های جامد شهری 5/5 درصد در سال 2001 است.
شکل های 6/16 و 7/16 نشان دهنده پلاستیک ها در MSW و بازیافت پلاستیک ها بر اساس نوع رزین در سال 2001 در ایالات متحده است.
اتحادیه تولید کنندگان پلاستیک اروپا (APME) نرخ بازیافت 8/14 درصد در اروپای غربی را برای بازیافت مکانیکی پلاستیک ها در زباله های خشک شهری در سال 2003 گزارش کرد، در حالی که از لحاظ وزنی 6/13 درصد نسبت به 2002 و 24 درصد بین سال های 2001 تا 2003 رشد نشان می داد. نرخ بازیافت در سال 2003 به 13/3 میلیون تن رسید. ضمن این که 350 هزار تن پلاستیک از طریق بازیافت Feedstock بازیابی شده است. نرخ بازیافت زباله های بسته بندی، از طریق بازیافت مکانیکی و Feedstock ، در سال 2002 (5) ، 8/23 درصد شد. نرخ بازیافت مربوط به بسته بندی در سال 2003 گزارش نشده است. APME جزئیات بازیافت بر اساس نوع پلیمر گزارش نشده است. این اتحادیه اشاره کرده است که نرخ بازیافت در اروپا از کشوری به کشور دیگر تفاوت قابل توجهی دارد.
فرآوری پلاستیک های جمع آوری شده
هنگامی که بسته بندی پلاستیکی جمع آوری می شود، باید به یک شکل معین برای کاربرد نهایی فرآوری بشود. جزئیات روش فرآوری با توجه به نوع کاربرد و ذخیره سازی مواد، تفاوت قابل ملاحظه ای خواهد داشت مراحل اصلی فرآوری به طور کلی شامل کاهش اندازه، تمیز کردن و طبقه بندی (sprt) است که معمولا به دنبال آن، فرآیندهای اکستروژن و تبدیل به پلت نمودن مواد انجام می شود. اگر که مواد نیاز به حمل و نقل داشته باشد، معمولا از فشرده کردن مواد استفاده می شود و می تواند به عنوان یک مرحله از فرآوری در نظر گرفته شود.
کاهش اندازه
کاهش اندازه به عنوان یک ضرورت، به منظور کاهش اندازه قطعات پلاستیکی جمع آوری شده انجام می شود. این فرآیند، تغذیه مواد که اغلب ظروف هستند و ممکن است فیلم هم در آن موجود باشد، به تجهیزات فرآوری و واحد تمیزکاری را امکان پذیر می سازد. برای این کار از خردکن یا گرانول ساز استفاده می شود. برخی اوقات کاهش اندازه در یک مرحله انجام می شود و گاهی در دو مرحله تا مواد به اندازه دلخواه برسد.
پاک سازی
این مرحله به منظور خارج ساختن، محصول باقی مانده، آلودگی، لیبل های کاغذی، باقیمانده چسب و دیگر آلودگی های ناخواسته از مواد جمع آوری شده انجام می شود. این مرحله در واقع با مصرف کنندگان شروع می شود. برای مثال از آنان خواسته می شود که باقی مانده های مواد غذایی و درب پوش ها را از ظروف خارج کنند و یا باقی مانده های خرید را از کیسه های پلاستیکی بیرون آورند.
برای ظروف، یک فرآیند هوایی جداسازی وجود دارد که معمولا پس از مرحله کاهش اندازه و برای جداسازی قطعات باقی مانده لیبل ها و مواد سبک دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.
پس از این مرحله مواد با مواد پاک کننده گرم شسته می شود، سپس مجددا شستشو شده و نرمال می شود تا آخرین خرده های کاغذی، چسب های نرم شده، ذرات آلوده و دیگر آلودگی ها از مواد خارج شود. برای HDPE و دیگر پلی الفین ها، یک سینک شناور بر اساس آب استفاده می شود که معمولا برای خارج ساختن هر ماده با چگالی بیش از 1gr/ cm3 به کار می رود.
طبقه بندی (sorting)
طبقه بندی، مرحله ای است که برای جداسازی بسته بندی پلاستیکی از دیگر ترکیبات بسته بندی بر اساس نوع رزین، انجام می شود. برای مثال، وقتی برای اولین بار، بطری های نوشابه PET بازیافت شدند، همه آنها ماده HDPE به همراه داشتند. بخشی از فرآیند بازیافت، به جداسازی PET از HDPE اخصاص دارد تا پس از جداسازی هر دو به طور جداگانه بازیافت شوند. همیشه تفاوت آشکاری بین مراحل پاک سازی و جداسازی (طبقه بندی) وجود ندارد. به نظر شما جدا کردن درب پوش های آلومینیومی از بطری PET، در مرحله پاک سازی انجام می شود یا طبقه بندی؟ متاسفانه، نیاز به آشکار ساختن این تفاوت با بحث روی برخی ویژگی های معمولی سیستم های طبقه بندی (sorting) وجود ندارد.
طبقه بندی می توان در نقاط مختلفی در یک سیستم بازیافت انجام شود. در یک سیستم جمع آوری مخلوط مواد قابل بازیافت، در مرحله اول، طبقه بندی انواع مختلف مواد انجام می شود. بنابراین در این مرحله، پلاستیک باید از دیگر مواد پلاستیکی جدا شود، پلاستیک های حاصل از این جداسازی ممکن است تحت فرآوری بیشتری در یک واحد بازیافت قرار گیرد یا این که در گونی هایی به واحدهای ویژه فرآوری پلاستیک ها ارسال شود.
در سیستمی که انواع مختلفی از پلاستیک ها جمع آوری می شود، هدف دیگر طبقه بندی، جداسازی انواع مختلف رزین های پلاستیکی از یکدیگر است و هر یک می تواند در کاربردهای با ارزش تری مورد استفاده قرار گیرد. میزان جداسازی مورد نیاز به قصد مصرف کننده نهایی بستگی دارد. (به کاربرد نهایی بستگی دارد)
اگر کاربر نهایی به یک تخته (ورته) پلاستیکی بی کیفیت نیاز داشته باشد، می تواند یک مخلوط از مواد جمع آوری شده را به کار گیرد و نیازی به طبقه بندی و جداسازی مواد ندارد.
اگر سیستمی تنها برای قبول یک نوع پلاستیک طراحی شده باشد، هدف خارج کردن مواد ناخواسته ای است که به اشتباه وارد ماده دلخواه شده است. این ترکیبات خارج شده مورد استفاده برخی روش های دیگر قرار می گیرد.
بسیاری از کارشناسان و متخصصان بازیافت پلاستیک ها بر این عقیده اند که تقسیم مرحله طبقه بندی در 3 بخش مفید است: طبقه بندی ماکرو، طبقه بندی میکرو و طبقه بندی مولکولی.
طبقه بندی ماکرو، مرتب سازی همه چیز (همه اشیا) را بر عهده دارد و بنابراین پیش از مراحل کاهش اندازه و معمولا پیش از مرحله تمیز کردن انجام می گیرد. برخی سیستم ها برای مرتب سازی سریع، همه ظروف پلاستیکی از جمله آنها که به صورت گونی بسته بندی شده است، توسعه یافته است. برخی از این سیستم ها قادر به مرتب سازی با توجه به رنگ است، همان طور که به خوبی بر اساس نوع رزین مرتب سازی می کند. ترتیب سنسورهای مورد استفاده، بر انعکاس یا عبور IR ، نور مرئی، اشعه X یا دیگر تشعشعات الکترو مغناطیسی تکیه دارد. پیچیدگی سیستم به پیچیدگی طبقه بندی (مرتب سازی) که انجام می شود، بستگی دارد. با وجود در دسترس بودن چنین سیستم هایی، هزینه های آن نسبتا بالا است. در حالی که اغلب طبقه بندی های ماکرو هنوز با دست انجام می گیرد.
در یک سیستم نمونه، مواد بر روی یک تسمه نقاله قرار می گیرند و از میان گروهی از افراد جداساز عبور می کند. این افراد یا یک نوع ماده معین را با دست بر می دارند و یا این که موادی را که دلخواه نیستند، خارج می سازند.
هزینه کارگری در چنین سیستم هایی بالاست با وجود این که دستمزدهای پرداخت شده، پایین است. در برخی موارد، واحدهای بازیافت روی گروه های خاصی از کارگران تکیه دارند مانند زندانیان یا کارگران فاقد صلاحیت قانونی، برای کاستن از هزینه ها.
میکروسورتینگ یا طبقه بندی میکرو، یک طبقه بندی بر اساس نوع رزین است که پس از مرحله کاهش اندزه ( و یا معمولا پس از مرحله تمیز کردن مواد) انجام می شود. در این سیستم ها، خردهای پلاستیکی بر اساس نوع رزین و در برخی مواد بر اساس رنگ جداسازی می شوند. از آنجا که سیستم های جداسازی میکرو به طور گسترده در حال استفاده هستند، فن آوری آن نسبت به طبقه بندی ماکرو، کمتر توسعه یافته است. جداسازی میکرو بخش جدایی ناپذیری از اغلب سیستم های بازیافت بطری PET بوده است و همچنان نیز می باشد. چنانچه پیش از نیز گفته شده این جداسازی به طور معمول از یک سیستم جداسازی بر اساس چگالی (دانسیته) برای جدا کردن PET از HDPE استفاده می کند. همان طور که فنجان ها و لیوان های HDPE از تولید خا رج شده است، درب پوش های PP پلی پروپیلن نیز جایگزین درب های آلومینومی شده است. روش جداسازی مورد اشاره برای جداسزی PP و PET نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
در ابتدای کار، تانک های بزرگ sink/float به کار گرفته می شود. در اغلب واحدهای بازیافت، امروزه این روش با هیدرو سیکلون بسیار فشرده تر جایگزین شده است. در هر دو مورد ، آب ، وسیله جداسازی است و رزین های دارای چگالی (دانسیته) پایین تر از آب و رزین های دارای دانسیته (چگالی) بالاتر از آب از یکدیگر جدا می شوند.
وقتی کار جداسازی مشکل تر می شود که هر دو ماده سنگین تر یا هر دو سبک تر از آب باشند. انجام چنین جداسازی با استفاده از یک مایع و یا یک حلال با چگالی معین، در برخی موارد حداقل در تئوری غیر ممکن است ضمنا به خاطر هزینه های بازیافت و برخی خطرات زیست محیطی راه جذابی به شمار نمی رود.
استفاده از دی اکسید کربن Supercritical یکی از رویکردهای محتمل است. چگالی آن می تواند به سادگی با تنظیم فشار درست عمل کند، غیر سمی است و به سادگی از این رزین های پلاستیکی جدا شده، خارج می شود.
تحقیقات بسیار زیادی بر روی سیستم های مرتب سازی میکرو که بر رفتار شکست گوناگون، نقطه ذوب دیگر صفحات دیگر تکیه دارند، انجام گرفته است. سایش برودتی یا غربال کردن برای جداسازی PET/PVC استفاده شده است. غوطه ورد (شناور) سازی رد مقایس نزدیک به تجاری استفاده شده است. تحقیقات امروزی با این رویکرد و هدف در حال انجام است که با افزودن موفق فرآیندهای بر اساس تابش و تشعشع که برای طبقه بندی ماکرو طراحی شده، آن ها را به طبقه بندی میکرو بدل سازد.
دقت، هزینه و سرعت، مشکلات اصلی است که بر سر راه توسعه و گسترش فن آوری جداسازی میکرو قرار دارد.
اگر خود بسته یک ماده شامل چند رزین باشد مانند یک بسته کواکسترود شده یا لامینه شده، هیچ یک از فرآیندهای جداسازی میکرو یا ماکرو برای جداسازی و طبقه بندی رزین موثر نخواهد بود، مگر این که ماده بتواند ورقه ورقه شود. بطری های کچاپ PET/EVOH نمونه بسته ای است که طی فرآیند معمول بازیافت ورقه ورقه شده و دو ماه جدا می شوند. اگر هر ورقه مجزا نیز خود شامل دو نوع یا انواع بیشتری پلاستیک باشد، بدیهی است که هیچ یک از فرآیندهای جداسازی ماکرو و میکرو نمی تواند مواد را از هم جدا کند در چنین شرایطی، اگر جداسازی لازم بشاد، جداسازی و طبقه بندی مولکولی، تنها انتخاب ممکن است. درجداسازی مولکولی، کالای پلاستیکی (پلاستیک) به مولکول های مجزا تجزیه می شود. به طور معمول این کار به وسیله حل کردن آن در یک حلال ارگانیک انجام می شود. انحلال (تجزیه) انتخابی و رسوب مجدد به وسیله حلال های گوناگون و یا درجه حرارت های مختلف، می تواند یک رزین نسبتا خالص، حاصل آورد. علاوه بر هزینه های بالا و مخاطرات زیست محیطی، این سیستم ها می تواند با باقی نگه داشتن حلال در مواد فرآوری شده، مشکلاتی به وجود بیاورد. هیچ سیستم جداسازی مولکولی هنوز وجود ندارد که به طور موفق تجاری شده باشد.
اکستروژن و پلت سازی (به شکل دانه در آوردن)
پس از تمیز کردن و جداسازی، رزین پلاستیکی ممکن است از طریق یک اکسترودر فرآوری شده و به شکل دانه (گلوله) در بیاید. یک امتیاز و فایده مهم پلت سازی برای رزین های پلاستیکی این اسن که با وجود یک فیلتر (صافی) در اکسترودر پلت ساز، می توان ناخالصی های باقیمانده را خارج کرد. ضمن این که مواد پلت شده (به شکل گلوله درآمده) به سادگی می تواند توسط کاربران نهایی فرآوری شده و با رزین خام مخلوط شود. در این مرحله امکان افزودن، پایدا کننده های بیشتر یا دیگر افزودنی ها وجود دارد. از معایب اصلی پلت سازی می توان به افزایش هزینه و history حرارتی بیشتر مواد بازیافت شده اشاره کرد که می تواند موجب تخریب و از هم پاشیدگی شود.
این عامل ممکن است قابل ملاحظه نباشد، بروز این عیب بستگی به خصوصیات پلیمر و نوع کاربرد آن دارد.
بازیافت feed stock
مقدار نسبتا اندکی از بسته بندی پلاستیکی با یک روش کاملا متفاوت، از فرآیند بازیافت فیزیکی که در بالا شرح داده شد؛ بازیافت می شود. برای برخی پلاستیک ها، امکان استفاده از عملیات شیمیایی برای تجزیه و شکست ساختار اصلی پلیمر وجود دارد. این عملیات در واقع فرآیند پلیمریزاسیون ابتدایی را معکوس می کند، به این شکل که مخلوطی حاوی واحدهای ساختمانی پلیمر به همراه برخی ناخالصی ها به وجود پلیمریزاسیون تبدیل به پلیمر شوند که طی آن پلیمری بسیار شبیه و یکسان با رزین خام تولید می شود.
چنین فرآیندهایی با نام بازیافت شیمیایی، بازیافت feed stock و یا بازیافت نسل سوم (tertiany) می نامند.
دیدگاه ها