ПРОЕКТ по теме: ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ

МОУ Уруссинская средняя общеобразовательная школа №3

Ютазинского муниципального района Республики Татарстан

ПРОЕКТ

по теме:

ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ       МАТЕРИАЛОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛИМЕРНЫХ ОТХОДОВ

                                       Выполнил:   Ишков Владислав Евгеньевич

                                                  ученик 11Б класса, НОУ СООШ№3

                                      Руководитель: Колобова Елена Николаевна

                                                               учитель химии, II категории

                                       п.г.т. Уруссу              

                              2006-2007 учебный год

                                             ОГЛАВЛЕНИЕ:

                                                                                                             Стр.

1. Цели, задачи и актуальность проекта………………………….3

2.     Введение.

    Пластиковые отходы..……...……………………………….......4

         Проблемы вторичной переработки пластмассы………….......5

3.   Проект малого предприятия по производству строительных

      и отделочных материалов из полимерных отходов ...................8

4.   Перспективы реализации проекта………..……………….........20

5.   Литература…………………….………………………………....21

       Цели проекта:

1.  Рассмотреть влияние полимерных отходов на окружающую среду.

2.  Ознакомиться с проблемами переработки пластмасс.

3. Создать проект малого предприятия по производству строительных и отделочных материалов с использованием полимерных отходов.

         Задачи проекта:

1. Изучить печатные и электронные издания по проблеме «Загрязнение окружающей среды полимерами, вышедшими из употребления и проблемы их утилизации».
2. Познакомиться с деятельностью предприятий, перерабатывающих пластиковые отходы.

        Актуальность проекта:

Использование пластика с городских свалок, который становится неиссякаемым источником сырья для перерабатывающей промышленности.

Зарабатывая на производстве стройматериалов, решается глобальная  проблема охраны окружающей среды.

                                     ВВЕДЕНИЕ

  У каждого человека есть малая Родина и её экологические проблемы его должны волновать. Это та местность, где человек рождается, живет, работает, растит детей. Здесь мы дышим ее воздухом, ходим по этой земле, пьем ее воду, любуемся красотой природы.

Такой малой Родиной для нас является Ютазинский район, который на карте страны выглядит маленькой точкой. Территория составляет 769,9 кв. км., где проживает 22,5 тысяч человек и расположено 21 промышленное предприятие. Районный центр – п.г.т. Уруссу, где проживает свыше 11 тыс. населения.

 Хотя район маленький по размерам, но уникален в природном отношении. Он характеризуется широким спектром полезных ископаемых, прежде всего нефтью, природным газом, а также стройматериалами: песчано-гравийными смесями долин рек Ик и Дымка, глины. Ведется большой  объем гидромеханизированной добычи песчано-гравийной смеси в пойме реки Ик. 

  Пластиковые отходы. Обоснование возникшей проблемы.

  Увеличение численности населения и хозяйственный подъем после второй мировой войны привели во многих государствах к быстрому развитию технических средств и к повышению благосостояния. В результате привычки и потребности людей изменились. С увеличением потребностей населения выросло и промышленное производство, особенно средств автоматизации. Срок жизни товаров становился короче, они все более оказывались в  зависимости от капризов моды, их упаковка становилась все расточительнее, и, наконец, многие предметы повседневного спроса становятся предметами "одноразового использования". Все это породило лавину отходов.

 Отходы - это потери либо сырья, либо производимой продукции. То и другое - минус в реальном секторе экономики и в экологии тоже.

      Проблема отходов производства и потребления является актуальной проблемой не только для РТ, России, но и всего мира. Хорошо известно, что 90% добываемого природного ископаемого становится отходами и лишь 10% - продукцией. И значительная их часть приобретает новые свойства, делающие отходы более опасными. Основная доля отходов в Ютазинском районе приходится на промышленные предприятия и размещается преимущественно на территории п.г.т. Уруссу, остальная относится к категории отходов населения этого же поселка. Значительная их часть складируется на территориях предприятий, частично передается сторонним организациям, и в большей степени, если они не являются токсичными, вывозится на свалку. Почти 2/3 хозяйственно-бытовых отходов, вывозимых на поселковую свалку, приходится на население и промышленные объекты.

 Кабинет Министров Республики Татарстан принял Постановление от 28.06.99. «О мерах по улучшению санитарно-экологической обстановки в РТ». Это послужило толчком к решению многих проблем. В нашем районе введен в эксплуатацию полигон ТБО, приобретена спецтехника, Экологический фонд района строго следит за организованными и неорганизованными  выбросами предприятий района. В республике начали внедрять экономический механизм стимулирования деятельности в области обращения с отходами производства и потребления, появились предприятия, занимающиеся переработкой вторсырья.

.            

                   Проблемы  вторичной  переработки пластмассы

   Особого внимания заслуживает использованный упаковочный материал,  в первую очередь синтетический. Пластмассы или пластики окружают нас повсюду. Поистине незаменимыми они оказались для упаковки - их стоимость невелика, а потребительские свойства (легкость, газо- и влагонепроницаемость, высокая прочность) уникальны. Эта группа отходов быстро обгоняет по своим темпам роста массу бросовых традиционных упаковочных материалов из бумаги, дерева, картона, стекла и металла. В наши дни доля синтетики в бытовых отходах составляет по весу около 5%. Ожидается, что производство синтетики за ближайшее время удвоится. Увеличение массы синтетических отходов все время ведет к понижению обьемного веса, но к сильному повышению ее кубатуры. Например, в результате употребления бутылок одноразового использования из синтетического материала доля синтетики в бытовых отходах повысилась теперь от50 до200 л на одного жителя в год. ("Горы отходов" И. Кребс)

 Пластики производятся в мире с 1930-х годов. Их производство появилось на принципиально разомкнутом цикле технологии, когда еще не было решено, как их собирать и перерабатывать. И сейчас мы имеем горы "вечного" мусора не разлагаемого в природе. Пока удалось утилизировать менее 5% отслуживших изделий из них. Остальные 95%, практически не разлагающиеся в естественных условиях, до сих пор увечат лик планеты.

         Это и породило одну из самых актуальных мировых экологических проблем - проблему утилизации пластиковой тары. Среди многочисленных подходов к решению проблемы в последнее время в развитых странах все большее внимание уделяют производству так называемых разлагаемых пластиков разного вида, которые, отслужив положенный срок в качестве упаковки или изделий другого назначения, затем разрушаются, так что горы пластиковой тары, казалось бы, должны таять на глазах.

         Увы, реальная картина-иная, не в последнюю очередь потому, что разлагаемые пластики все еще остаются диковинкой для большинства стран мира, включая нашу. (Экология и жизнь, 7\2005)

         Вторичная переработка казалась спасением в 70-х годах прошлого века, но сегодня во многих случаях она уже не выглядит оптимальной с точки зрения охраны природы, особенно применительно к пластикам.

         Прежде всего, традиционные пластики со временем все равно подлежат утилизации после одного или нескольких циклов использования они все равно попадают в мусор и загрязняют окружающую среду. Переработка пластиков намного сложнее и кропотливее переработки других отходов (металла или стекла). Разновидностей пластика намного больше, чем стекла.

Часто у обычной бутылки для минеральной воды крышка, корпус, дно и этикетка изготовлены из разных пластиков, которые следует перерабатывать отдельно. Нереально ожидать от потребителей их разделения после использования содержимого бутылки.

    Иными словами, более 95% используемого нами пластика никогда не подвергнутся переработке. А то, что все же переработают, почти вдвое потеряет в прочности, стало быть придется увеличивать толщину изделия. Характеристики пластиков, полученных при переработке, всегда уступают исходным, так что области их применения ограничены. Так, они неприятно пахнут, потому их запрещено использовать для упаковки продуктов питания. (Экология и жизнь, 6\2004)

    Несмотря на все эти проблемы, необходимо искать новые способы переработки использованной пластмассы. Работа Министерства экологии и природных ресурсов РФ  как раз направлена на то, что бы поддержать это дело.

       При работе над проектом была изучена деятельность перерабатывающих полимеры предприятий, получающие значительные доходы из отходов:

    - ООО «Альтернатива» г. Октябрьский РБ, выпускающие более 200 наименований товаров народного потребления (ведра, емкости, цветочные горшки и др.);

 - НПО «Полимер» г. Набережные Челны РТ, выпускающие около 120 наименований продукции (трубы, стеллажи, ящики для овощей, полиэтиленовые пакеты и др.);

  - «Экоцентр»  г. Казань РТ, выпускающие черепицу, кровельную плитку, элементы ограждений;

-ООО «Шарл» г. Лениногорск, производящие новые аккумуляторы из отработанных.

 Главный доход этих предприятий– это вклад в оздоровление санитарно-экологической обстановки в регионе.

Проект малого предприятия по производству     строительных и отделочных материалов путем вторичной переработки пластмассы

   Изучив деятельность предприятий по переработке полимеров в городах Октябрьский РБ, Оренбурге, Набережных челнах, Казани, Лениногорске (технологию и выпускаемую продукцию, потребность в продукте переработки, экономические обоснования) мы предлагаем проект предприятия по производству черепицы и тротуарной плитки, которые пользуются большим спросом на рынке строительных и отделочных материалов.

Обоснование выбора данного производства.

1. Пластик со свалок становится неиссякаемым источником сырья для   перерабатывающей промышленности.

2. Высокорентабельный бизнес по производству черепицы или плитки можно начать, даже не обладая специальными знаниями в области производства стройматериалов.

3. За счет простоты, надежности и прочности оборудования, а главное дешевизны сырья, расходы по организации производства сведены к минимуму. Ведь сырьём для производства являются песок и пластиковый мусор.
4. Отходы полимера при этом могут быть разными и степень их загрязнения и наличие примесей различных веществ не влияют на качество готового изделия.

5. Черепица, а также тротуарная и террасная плитка, изготовленная по этой технологии намного практичнее и долговечнее других материалов. Среди множества кровельных материалов представленных на рынке черепица была и остается ультрамодной, являясь символом хорошего вкуса стабильности и благополучия, а также благодаря высоким эксплуатационным характеристикам.
6. Черепичные крыши создают неповторимый стиль многих европейских городов, подчеркивая красоту любых архитектурных решений, сочетаясь как с классическими материалами, так и с современными.

Прибавьте сюда:

низкую теплопроводность
низкую себестоимость из-за дешевизны сырья и как следствие невысокую отпускную цену
легкость материала в сравнении с привычной керамической или бетонной черепицей
низкую истираемость(0,06 г/см.) тротуарной плитки и стойкость к скольжению в зимний период
абсолютную водонепроницаемость
устойчивость к воздействию плесени
высокую масло -, щелоче- и кислотостойкость
стойкую окраску
устойчивость к резким перепадам температуры, благодаря чему изделия выдерживают более 150 морозоциклов
и наконец - перспективу постоянного расширения ассортимента выпускаемой продукции, что позволит предприятию быть вне конкуренции на рынке строительных материалов.

                       Сырьё и материалы для производства

   Полимерные отходы

    В производстве используются все виды полимера, а также изделия из них, утратившие свою потребительскую ценность (отходы). Исключением могут быть изделия специального назначения с повышенным содержанием каучука или других примесей, однако их доля ничтожно мала.

   Таким образом, в производство идёт практически любой полимер, присутствующий на свалках, причем наличие грязи, этикеток, остатков масел (канистры), пищевых продуктов (тара и упаковка) не скажется на качестве готовой продукции благодаря высокой температуре и особенности технологического процесса.

    Однако, источником этого сырья могут быть и предприятия и рынки, и частный сектор. В регионах, где развит туристический бизнес, источником отходов пластика служат предприятия бытового обслуживания. Нежелательно присутствие металлических элементов ввиду возможного выхода из строя ножей на дробильной машине. Можно открыть пункт приема использованной пластмассы.

    Песок

Используемый песок мажет быть любым:

 1). Содержание примесей глины до 20%.( Песок , добываемый в нашем районе содержит до 1,5% глины).
2). Влажность не критична и может сказаться только на производительности, рекомендуемая          влажность 10-15%%.
При более высоких показателях рекомендуется использовать агрегат для сушки песка.
Возможность использования песка после металлургического либо другого производства определяется индивидуально.
3)Повышенное содержание кварца может улучшить внешний вид выпускаемой продукции.
Нежелательно присутствие камней и других элементов размером в диаметре более 7мм, ввиду возможного выхода из строя пресс форм (для черепицы).

     Окрашивающий пигмент

 Рекомендуемый краситель - синтетический оксид железа, обладающий высокой окрашивающий способностью и высокой стойкостью к выгоранию цвета на солнце, а также степенью защиты от ультрафиолета.

 В производстве тротуарной плитки возможно использование отечественных пигментов неорганического происхождения, что снизит себестоимость.

Рекомендуемый краситель - синтетический оксид железа «Bayerferrox» компании «Bayer®»
Для получения красного цвета используется - Байерферрокс 110 или Байерферрокс 130 С
черного цвета- Байерферрокс 330С,коричневого цвета - Байерферрокс 610,
зелёного цвета - Окись хрома GN, ОХП-1 (окись хрома российского производства)
Использование синтетического оксида железа обусловлено высокой окрашивающей способностью и высокой стойкостью к выгоранию цвета на солнце (для кровли), а также степенью защиты материала от ультрафиолетовых лучей. Добиться оттенка изделий можно путем дозировки пигмента.

Требования к производству.

1)Для организации производства изделий из полимер - песчаной композиции необходимо помещение площадью от 150 м2. (для базовой комплектации).
2)Рекомендуемая высота потолков 4 метра.
3)Наличие воды, канализации и отопления для технологического процесса не обязательны, однако их наличие будет плюсом.
4)Расположение производства желательно в промышленной зоне.
5)Расстояние от жилых домов не менее 300 метров, в других случаях по согласованию с СЭС.
6)Напряжение необходимое для работы - 380 вольт.
7)Полы желательно бетонные (или любое жесткое основание).

Приведенный эскиз планировки - для одной линии, но с дополнительным участком подготовки песка (не обязательно).

                          Технологический процесс

                                   Оборудование компании «Полимер-Маш» г. Орск

Линия включает 4 основных агрегата:

2. Следующий этап - приготовление смеси.

    

70% песка, 30% полимера и краситель (железно-оксидный пигмент) смешивают

                                  Оборудование

                          Образцы продукции

      Уникальность композиции песка и пластика позволяет получать широкую гамму продукции не только в области строительных и отделочных материалов. Разрабатываются новые виды пресс форм для увеличения ассортимента выпускаемой продукции.

Комплект люка для смотровых колодцев

из полимер-песчаной композиции

  На оборудовании производственного комплекса «Полимер-Маш» возможно также изготовление поистине уникального продукта, способного заменить бетон и чугун, добавив к их преимуществам еще и эстетику, безопасность, а также долговечность. Одно из основных преимуществ данной продукции — отсутствие в его составе металла, что делает его непривлекательным для краж и последующей сдачи в металлолом. Плюс абсолютная стойкость к кислотам, щелочам, нефтепродуктам и ультрафиолету.

Характеристики люков из полимер-песчаной композиции

                Расчёт себестоимости выпускаемой продукции

 Расчет приведен при выработке 3000 кв. м в месяц

     При производстве 100 м2 будут следующие расходы:

1). Материалы и доставка :

    1. Песок :

              1580 кг. * 200 р./тонна = 316 р.

    2. Полимер (используются отходы полимера со свалки или принимается у населения):

              520 кг. * 2 р./кг. = 1040 р.

    3. Пигмент (в смесь добавляется краситель) :

             12,5 кг. * 80 р./кг. = 1000 р.

2). Электроэнергия max 24 кВт :

(Однако, такое потребление только первые 8 часов. Вторая и третья смены - потребление 15 кВт)

      24 кВт * 8 часов работы = 192 кВт·час
    15 кВт * 16 часов работы = 240 кВт·час
      ИТОГО: 192 кВт·час + 240 кВт·час = 432 кВт·час

        432 кВт·час * 1,8 р./ кВт·час = 777,6 р.

3). Зарплата:

       Первичная подготовка полимера (520 кг) 520 * 1р. = 520 р.

       Формовка готовых изделий (100 м2)  100 * 15 р. = 1500 р.

       Зарплата слесарей (из расчёта 2 чел. по 3000 р. в месяц) = 200 р.

4). Транспортные услуги:

       300 р.

5). Аренда помещения:

      12000 р./мес. /30 = 400 р./день

6). Затраты на водоснабжение :

      1000 р./мес.

_____________________________

ИТОГО: 6086,9 р. за 100 м2

Т.е. 60,87 р. за 1 м2

                            Основные показатели проекта.

             Прим. Не учтены непредвиденные расходы и налоги.

                 Калькуляция на изготовление черепицы на год.

         Единица измерения 1 кв. м., выпуск в год-36000 кв. м, в месяц-3000 кв.м

                   Перспективы реализации проекта.

    С оборудованием компании «Полимер-Маш» мы станем первой компанией в регионе, которая, зарабатывая на производстве стройматериалов, решает глобальную проблему охраны окружающей среды, вносит вклад в оздоровление санитарно-экологической обстановки региона.

     Начать высокорентабельное производство черепицы и тротуарной плитки по силам практически любому, а отсутствие конкуренции и качество выпускаемой продукции гарантирует высокую прибыль при небольших затратах.

     Качество изделий из полимер-песчаной композиции подтверждено экологическими, санитарными заключениями: они относятся к первому классу строительной продукции. Полимер-песчаная черепица не входит в реестр продукции, подлежащей сертификации и лицензированию.

ЛИТЕРАТУРА

1. Багрянцев Г., Черников В.Муниципальные и промышленные отходы: способы обезвреживания и вторичной переработки - аналитические обзоры.- Новосибирск: Экология,1995.

2.  Кокарева Л. Как отходы в рубли превращают//  Региональная экологическая газета. Спец.выпуск.2003.от 27 мая.-С.10-11.

3. Кребс И. Горы отходов// Экологические очерки о природе и человеке: Пер.с англ./ Под ред. Б. Гжимека-М.: Прогресс,1988.-С.579-582.

4.Терехина М., Елдышев Ю. Разлагаемые пластики: реклама или панацея?// Экология и жизнь.2004.№6.-С.19-22.

5. Порядин А. Ф. Старые представления и новые требования// Экология и жизнь.2005.№7.-С.19-21.

6. Анализ современного состояния окружающей среды Ютазинского района Республики Татарстан. Выпуск 2.-Казань,1996.

7.Статистические данные экологического фонда Ютазинского района Республики Татарстан.

8. Пластики конструкционного назначения. Под  ред. Тростянской Е.,-М., 1974.

9. CD-ROM  Тагер А. Физико-химия полимеров// Большая Советская Энциклопедия.

10. CD-ROM Органическая химия

11.Информация сайта. Оборудование по производству стройматериалов//www.polyt.ru.

12.Информация  сайта.//www.kontren.narod.ru.