По некоторым оценкам, количество циклов, которые может выдержать волокно без потери бумагообразующих свойств, составляет от 5 до 10 в зависимости от типа выпускаемых бумажно-картонажных изделий и условий их хранения и применения. Понятие "количество циклов" носит несколько теоретический характер, поскольку данные логистики свидетельствуют, что даже при большой доле возвращающегося с рынка вторичного сырья (около 50%) до третьего цикла переработки "доживает" лишь 6% исходных волокон (вследствие потерь на производстве, составляющих около 20%, и образования не подлежащих вторичной переработке отходов - до 50% за цикл).
Не все волокна одинаковы - волокна в макулатуре включают волокнистые полуфабрикаты, полученные химическим или механическим способами, а также волокна, уже прошедшие один или несколько циклов вторичной переработки. Волокна различаются и по видам древесины, из которых они были получены. По техническим причинам не все волокна могут использоваться во всех видах бумажных изделий. Разделение макулатурной бумаги и картона и продажа их предприятиям проводят с учетом различий между волокнами. По европейской классификации выделяют девять групп отходов, которые в свою очередь подразделяют на 67 конкретных видов; в других регионах используются аналогичные или иные классификации, причем в каждой из них учитывается цена (отражающая качество волокна) и, следовательно, его ценность для изготовителя бумаги. Многие полагают, что макулатура - это нечто однородное, однако к ней относится целый ряд отходов, каждый из которых имеет свои особые характеристики, цену и значение. Наиболее ценная макулатура - белая, без печати и не содержащая древесной массы, то есть в которой присутствуют лишь беленая целлюлоза без примеси древесной массы или вторичных волокон. Картонная макулатура, получаемая с промышленных и торговых предприятий, обычно чистая, то есть без нежелательных посторонних примесей, и ее можно регулярно собирать в довольно больших количествах. Отходами, получаемыми от населения после использования ими продуктов и изделий, управлять труднее. Их можно сортировать по месту их образования (например, газеты и бумажные отходы с односторонней печатью - в домашних условиях, а коробки из гофрокартона - в магазинах). Смешанная макулатура менее ценна и с большей вероятностью содержит нежелательные примеси, краску, клеи, другие материалы, которыми ламинирована бумага. В худших случаях в несортированной смешанной макулатуре, получаемой от конечных потребителей, присутствует битое стекло и другие инородные тела. Показано, что чем больше собирается отходов, тем больше в них доля несортированного мусора от потребителя. Это снижает стоимость собственно сбора отходов, но одновременно и снижает ценность отходов для вторичной переработки специфических материалов.
Деинкинг (обесцвечивание) - это процесс удаления краски из собранной бумаги с нанесенной на нее печатью. Сначала волокно диспергируют в воде, а затем обрабатывают поверхностно - активными веществами (ПАВами), с помощью которых с поверхности бумаги и волокон удаляются частицы краски. Волокно отделяют от частиц краски с помощью флотационного процесса, основанного на различи в смачиваемости этих двух материалов. На заключительном этапе для увеличения белизны материала может выполняться мягкая отбелка. Этот процесс в производстве упаковочных материалов широко не используется, хотя некоторые из них могут содержать обесцвеченное волокно.
Макулатура (бумага и картон) может быть подвергнута органической вторичной переработке, поскольку целлюлозные волокна биологически разлагаемы. Органическая вторичная переработка может быть "аэробной" (компостирование) или "анаэробной" (биометилизация) и ведется в регулируемых условиях с использованием микроорганизмов. С ее помощью часть отходов упаковки биологически разлагается с получением стабилизированного органического осадка или метана. Эта макулатура может разлагаться микроорганизмами (в частности, бактериями, использующими продуцируемые микроорганизмами ферменты для превращения органического материала в СО2, воду и гумус или компост) на встречающиеся в природе вещества. Компост широко применяется в сельском хозяйстве для улучшения почв (в частности, в садоводстве).
В прошлом сжигание отходов считалось гигиеничным способом уменьшения их объема. После вступления в силу нормативов на выбросы в атмосферу, муниципальные мусоросжигатели были закрыты, и большую часть отходов стали направлять на свалки.
Хотя в последние годы появилась технология безопасного сжигания отходов, такие установки требуют крупных капиталовложений. Кроме того, в обществе существует глубокое недоверие к сжиганию мусора из-за нехватки знаний и информации.
В отходах бумаги и картона "запасена" солнечная энергия, так как источником волокна является древесина. Эта энергия может быть извлечена в мусоросжигателях (EFW, Energy From Waste). Минимальная энергетическая ценность (теплота сгорания) бумаги и картона составляет 10 мДж/кг, то есть 2 т макулатуры при сжигании эквивалентны примерно 1 т нефти или 1,5 т угля. Тем не менее не стоит рассматривать сжигание отходов бумаги и картона в отрыве от утилизации несортированных муниципальных отходов. Нет никакого смысла отделять бумажные и картонные отходы, непригодные для вторичной переработки, от смешанных комунально-бытовых (КБО) и сжигать их отдельно. Поэтому мы должны рассматривать вопрос утилизации КБО сжиганием с получением энергии как часть целостного подхода к утилизации КБО.
Преимущества вторичной переработки с утилизацией отходов на топливо состоят в следующем.
Основное преимущество - это восстановление энергии. Типичный мусоросжигатель позволяет получить из 420000 т КБО примерно 35МВт. Юго-Восточная ТЭЦ в Лондоне собирает отходы от 1 млн человек и обеспечивает электричеством 100 000 человек.
Энергия при этом добывается из восстанавливаемого источника.
В городах сжигание мусора способствует сокращению транспортной нагрузки, так как уменьшается количество транспорта, вывозящего мусор на свалки вне городской черты.
Сжигание мусора снижает потребность в свалках, уменьшая объем мусора на 90%.
То, что мусор не попадает на свалки, снижает образование метана, который для парникового эффекта значительно более вреден, чем СО2.
При сжигании возможно извлечение и других материалов, например, железа.
Преимущество сжигания с точки зрения гигиены заключается в том, что органические отходы становятся менее биологически активными.
Сжигание более предпочтительно для огнеопасных, летучих, токсичных и клинических отходов, которые не должны поступать на свалки.
Когда коробочный картон и другие типы упаковки на основе бумаги
сжигаются, целлюлоза превращается в СО2 и водяной пар. Выбросы в атмосферу не должны содержать частиц углерода или СО, так как их наличие свидетельствует о неполном сгорании. Основную озабоченность общества вызывают, однако, выбросы в атмосферу от других компонентов несортированного мусора.
Сжигание мусора в настоящее время ведется под тщательным контролем, чтобы уменьшить потенциально вредное воздействие и обеспечить соответствие весьма жестким нормам. Это достигается за счет использования высоких температур (не менее 850 С) и тщательной очистки отходящих газов. В технологию входят также:
поглощение диоксинов и фуранов, тяжелых металлов и других органических соединений мелкими частицами активированного угля;
нейтрализацию кислотообразующих газов (диоксида серы, SO2 и хлорида водорода, HCl путем распыления известковой воды;
удаление частиц пыли размером до 10 мкм с помощью мешочных фильтров;
применение высоких вытяжных труб высотой 100 м.
Выбросы в атмосферу контролируют соответствующие органы. В
Европе, согласно Директиве ЕЭС 1989г., установлены минимальные нормы, причем национальные стандарты могут быть еще жестче.
Подробные сведения о независимом контроле в Лондоне приведены в работе Packmarknarden Nord, 2000, №17, November, являющейся результатом независимого контроля качества воздуха вблизи мусоросжигателя. В ней, в частности, отмечается, что данный мусоросжигатель не оказывает существенного воздействия на качество воздуха, а полученные результаты анализов находятся в пределах, установленных национальными и европейскими нормами.
Сжигание мусора широко применяется в таких странах, как ФРГ, Франция, Швеция, Дания и Швейцария, где вопросам защиты окружающей среды придается большое значение. Многие мусоросжигатели в настоящее время наряду с электроэнергией дают тепло для местных муниципальных сетей.
Правительство Великобритании считает, что сжигание мусора может обеспечить экологические преимущества, особенно если рынки для прошедшего вторичную переработку материала нестабильны и если это значительно уменьшит использование транспорта. Правительство считает, что по мере реализации директивы ЕС по свалкам темпы снижения количества отправляемого на свалки мусора может снижаться быстрее, чем растут рынки для вторично переработанного сырья, и, следовательно, наряду с переходом на более высокий уровень переработки, для создания более стабильной системы утилизации отходов в последующие 10-15 лет необходимо перейти на более высокий уровень сжигания с регенерацией энергии.
Существует мнение, что с учетом экологических соображений сжигание мусора с получением энергии предпочтительнее вторичной переработки. Это мнение основано на сравнительном анализе выделения СО2.
Кроме того, описан новый способ использования полиэтилена, извлеченного из упаковки для жидких продуктов и ламинированной упаковки, при котором полиэтилен после отделения газифицируется и используется в качестве замены ископаемым видам топлива на ТЭЦ.