Az automatikus válogatás hatása

Átírás

1 PAPÍRHULLADÉKOK 4.2 Az automatikus válogatás hatása a papírhulladék minőségére Tárgyszavak: automatikus; hulladékfeldolgozás; papírhulladék; szelektív; szortírozás. A papírhulladék válogatásának automatizálása Németországban a papírgyártás mennyiségi szempontból legfontosabb nyersanyaga a papírhulladék. A felhasznált papírhulladék mennyisége évtizedek óta folyamatosan emelkedik. Minőségét döntő mértékben meghatározza a gyűjtőrendszer és az osztályozási módszer. Németországban továbbra is a kézi osztályozás a legelterjedtebb. Ennek során a papírhulladékot különböző frakciók szerint válogatják szét, eltávolítva belőle a nemkívánatos részeket. Ennek a műveletnek az automatizálása kedvező hatással lehet egyrészt a válogatás hatására, másrészt a papírhulladék minőségére. Az alábbi közlemény egy olyan kutatási projektre épül, amelyet a német papírgyártók szövetségének támogatásával valósítottak meg, és amelyben azt vizsgálták, hogy milyen hatással van az automatikus válogatás a papírhulladék minőségére. Papírhulladék osztályozásakor minden idegen alkotót, elsősorban a nemkívánatos papírféleségeket, a kartonokat és papírlemezeket, valamint a papírtól idegen anyagokat, lehetőleg teljesen el kell távolítani. A kézi osztályozás során gyakorlatilag negatív osztályozást végeznek, kiemelve a zavaró hatású vagy nem kívánatos alkotókat. Németországban elsősorban az EN 643 számú szabvány szerint 1.11 jelzésű, főleg újságpapírból és képeslapokból álló ún. deinking papírt válogatják. A papírgyár számára fontos a papírhulladék állandó, jó minősége, valamint a megfelelő mennyiség szolgáltatása, hogy ezzel biztosítható legyen az állandó minőségű papír gazdaságos előállítása.

2 Papírhulladék-osztályozási módszerek A kézi osztályozás továbbra is nagyon elterjedt. Egy személy óránként mintegy 0,5 1 tonna papírhulladékot tud szétválogatni. Az osztályozás előtti tömegre vonatkoztatva a legértékesebb frakció, a már említett deinking-termék részaránya tömegszázalék lehet. A kézi válogatás komoly porterhelést, zajterhelést, esetleg szagterhelést és testi igénybevételt jelent a gyors és a nagy anyagmennyiséggel megrakott szállítószalag mentén munkát végzők számára. Az ilyen munkakörülmények miatt igen nagy a dolgozók fluktuációja, és akik folytatják a munkát, azok általában elégedetlenek, motiválatlanok. Mindez tovább csökkenti a termelékenységet, és könnyen előidézheti a minőség ingadozását. A hulladék gépesített feldolgozása Németországban több mint harmincéves múltra tekint vissza. Nagyjából 1987-ben tették meg az első lépéseket a papírhulladék automatikus osztályozása felé. Azóta a kézi osztályozást gépi rostálással támogatják. Néhány éve már optikai érzékelőket és képfeldolgozó rendszereket is alkalmaznak a papírhulladék osztályozására. Annak ellenére, hogy a gyakorlatban számos különböző válogató berendezést vesznek igénybe, a szétválasztást mindig csak néhány anyagtulajdonság, illetőleg fizikai hatás hasznosításával oldják meg. A módszereket az 1. táblázat tekinti át. 1. táblázat A papírhulladék válogatásához használt anyagtulajdonságok és módszerek Rostálás Résméretállítás (függőleges irányban) Felszúrásos eljárás Légszérelés Színes kamera CMYK-detektor NIR-detektor Osztályozás légárammal Méret Merevség Szín Anyagösszetétel Tömeg

3 Az egyes válogatóberendezések elvileg különböző működésmódja következtében a képződő frakciók közötti különbség is jelentős lesz. A papírhulladék-válogatás automatizálásának módszerei és azok hatása A rostás osztályozás feladata egyes anyagcsoportok dúsítása a felosztott anyagáramban. Egy rosta hatékonysága az előtte működő szétválasztó rendszer működési minőségétől függ. Megfelelő szétválasztást biztosítanak az emelőszalagok vagy adagolóbunkerrel kombinált emelőszalag. A durvarostálástól visszamaradó anyag általában 300 mm-nél nagyobb egységméretű. A durvarostás osztályozás eszközei a ballisztikus szeparátorok, a tárcsás rosták, a csillagrosták és a dobrosták. A papírhulladék osztályozásának automatizálására a gyakorlatban még bevált módszerek az alábbiak: Finomrostálás, majd ezt követően a deinking-rostálás. A kartonok mechanikus leválasztása. Ezt követi a kartonok, ill. a zavaró hatású anyagok detektoros módszerrel támogatott eltávolítása (kiegészítve esetleg légszéreléssel). Az áramló anyag definiált aprítása, majd osztályozás légáramban. Mindhárom változat vagy más technológiai kombinációk esetén is előzetes durvarostálásra kerül sor. A finomrostálással végzett szétválasztásnál általában a szemcseméret 100 mm nagyságrendű. A papíráram ezt követő osztályozása lényegesen egyszerűbbé válik, miután éppen az apróbb részek elkülönítése igen költséges dolog. A finomrostáláshoz elvileg ugyanolyan berendezéseket használnak, mint a durvarostáláshoz, csupán a szitanyílás méretében van lényeges különbség. A rostálást légszéreléssel lehet kiegészíteni, és azt követi az automatizált felismerő rendszer. Légszérelés esetén a szétválasztásra kerülő anyagot beállítható sebességű gyorsítószalag juttatja a munkatérbe. A közvetlenül a szállítószalag elhagyása után szabadon eső anyagra szabályozható mennyiségű és irányú légáramot terelnek. Ez a kis tömegű, nagy felületű részeket a válogató tér mögöttes részére juttatja, ahonnan a könnyű frakciót szállítószalag távolítja el. A nehezebb frakció a szérelési tér elején lévő gyűjtőszalagra hullik. Az osztályozatlan papírhulladékból a deinking-frakciót kiválogató optikai felismerő rendszer nagy felbontóképességű színes kamera, CMYK-érzékelő vagy NIR-érzékelő lehet.

4 A nagy felbontóképességű színes kamera által felvett képeket képfeldolgozó és mintázatfelismerő módszerek alapján értékelik. Legfontosabb jellemző a detektált tárgy színe. A színes kamera segítségével felismerhetők a barna és a szürke kartonok, valamint a színes papírok. A készülékeket gyártó vállalatok szerint nehézségbe ütközik a szürke újságok és a szürke kartonok megkülönböztetése. Előfordulhat, hogy képes újságból származó barna felületet a rendszer barna kartonpapírként ismer fel. Nincs lehetőség a nyomtatott kartonpapírok és a színes képes újságok darabjainak megkülönböztetésére és biztonságos szétválogatására. A CMYK-érzékelő képes felismerni a három- és a négyszínnyomás közötti különbséget (CMYK=cyan-magenta-yellow-black, magyarul ciánfukszin-sárga-fekete). A háromszínnyomás figyelmen kívül hagyja a fekete színt. A nagy felbontóképességű színes kamera összecserélheti a barna kartonpapírt és a barna színben nyomtatott képesújság-papírt. CMYK-detektorral sokkal valószínűbb a biztonságos megkülönböztetés, mivel a barna kartonpapír esetében ritkán alkalmazzák az igényes négyszínnyomást. A CMYK-érzékelő és a nagy felbontóképességű kamera kombinációjával nagyobb biztonság érhető el az átfedéses túlhatározottság révén. A NIR-érzékelők az infravörös tartományban detektálják az adszorpciót. A NIR-detektor a hulladékpapír osztályozásakor megkülönbözteti a papírtól idegen anyagokat és azok (pl. műanyagok) kombinációját kartonnal. Az optikai felismerőrendszerek papírhulladék osztályozására való felhasználása az alábbi előnyökkel és hátrányokkal jár: Előnyök: a deinking-frakció nagy tisztasága, a papír és a nem papír darabok érintésmentes felismerése, műszaki biztonság, a felismerés állandó fejlesztése révén a rendszer tanulóképes, arra is lehetőség van, hogy a berendezést gyártó vállalat interneten keresztül távkarbantartást, rendszerellenőrzést végezzen, más szétválogatási kritériumok (pl. hamutartalom, ragasztott kötések felismerése) szerinti osztályozás is végezhető. Hátrányok: viszonylag nagy deinking-veszteség, műszakilag költséges megoldások ezek, mivel csak korlátozottan van lehetőség házon belül végzett karbantartásra, a beérkező anyagot előzetesen durva- és finomrostálással kell előkészíteni,

5 az anyagot aprított formában, egyetlen rétegben kell vizsgálni, felismerésre csak egy oldalról van lehetőség; az egyik oldalon fehér papírt az ilyen rendszer 50 százalékban hibásan ismeri fel, viszonylag költséges beruházás, nagy energia- és üzemi költségek, a szállítószalag sebessége legfeljebb 2,8 m/s lehet, mivel egyes papírféleségek nagyobb sebesség esetén elszállnak. Anyagkeverékek szétválogatására már évtizedek óta használják az osztályozást légáramban, azonban papírhulladék osztályozására, az optikai módszerekhez hasonlóan, csupán néhány éve veszik igénybe. A papírhulladék-áram szétválogatásának módszerét világviszonylatban csupán néhány helyen használják. A folyamrendszerű osztályozás esetében fontos, hogy a durvarostálás után még mindig széles határok között változó darabméreteket egy granulátor minél egységesebben kiegyenlítse. Ellenkező esetben előfordulhat, hogy például a nagyfelületű kartondarabok, nagy áramlási ellenállásuk miatt, szintén a könnyű deinking-frakcióba kerülnek. A hulladékpapír-keverékek folyamrendszerben végzett osztályozásának előnyei és hátrányai az alábbiak: Előnyök: a deinking-frakció nagy tisztasága, viszonylag csekély deinking-veszteség, a szétválasztás nem függ statisztikai adottságoktól, csupán a fizikai hatásoktól, egyéb kritériumok (hamutartalom, ragasztott kötések) szerint is van lehetőség szétválogatásra. Hátrányok: az aprítás és a folyamrendszerű osztályozás nagy energiaköltsége, nem válogatja ki az átszínezett papírokat és a könnyű műanyagokat. Az automatizálás hatása az osztályozásra A gyártó és az üzemeltető vállalatok adatai alapján táblázatokban foglalták össze a papírhulladék-szortírozás különböző automatizálási fázisainak teljesítményére vonatkozó adatokat (2. táblázat, 3. táblázat). Valamennyi közölt adat függ az adagolt anyag összetételétől és az aprítás hatékonyságától.

6 2. táblázat Papírhulladék-osztályozás egyedi és kombinált automatizálási fázisainak teljesítményadatai Kézi Durvarostálás Finomrostálás 1) Résméretállítás finomrostálásnál 1) Deinking-rosta 2) Papírfelszúrás 2) Aprítás, majd osztályozás áramlásos rendszerben 1) Elért minőség 3) Az 1.11 minőségű anyag mennyisége a leválasztott frakcióban, % / (1.02) > Teljesítmény, t/h 0, < Az utólagos kézi osztályozás teljesítménye, t/fő/h 1,2 >1,2 1,5 3 8 kiesik Fajlagos energiafogyasztás, kwh/t 0,6 1,3 0,6 1,3 nincs adat 1,5 2,4 nincs adat Üzemképes állapot, % > ) Csak előzetes durvarostálás esetén érvényes. 2) Csak előzetes durva- és finomrostálás esetén érvényes. 3) A deinking-termék fő áramából leválasztott frakciók. A durvarostálás után visszamaradó hulladékban nagy mennyiségű a csomagolópapír, ami az értékesítésnél figyelembe vehető. A deinkingfrakció kihozatalának javítása érdekében ennek a durvafrakciónak a pozitív utóosztályozását is érdemes elvégezni. A finomrostálás után visszamaradó apró maradék vegyes papírként értékesíthető. Az üzemeltetők szerint ebben a frakcióban a deinking részaránya oly nagy, hogy világos vegyes papírként értékesíthető, bár ilyen minőség nem szerepel a szabványos minőségek jegyzékében. Az anyag a finomrostálás után olyan aprószemcsés, hogy nem volna gazdaságos utólagos kézi válogatást végezni, azonban ez megkönnyíti a következő műveleteket végző berendezések működtetését. A finomrostálással távolíthatók el az olyan nemkívánatos részek, mint például söröskupakok és olyan gyógyszercsomagoló anyagok, amelyek a részecskeméret nagyságrendjébe esnek.

7 3. táblázat A papírhulladék-osztályozás különböző felismerő rendszereinek teljesítményadatai 1) Felismerés nagy felbontóképességű színes kamerával Felismerés színes kamerával vagy CMYK-/NIRdetektorokkal Előállított minőségek 4) Barna/szürke kartonok kiválasztása, % Kiválogatott átszínezett papírok leválasztása, % Színes/nyomtatott kartonpapírok leválasztása, % nem lehetséges Az 1.11 minőség mennyisége a kartonpapírfrakcióban, % Papírtól idegen alkotók leválasztása, % nem lehetséges Fajlagos teljesítmény, t/h 4 6,5 4 6,5 Az utólagos kézi osztályozás fajlagos teljesítménye, 1, ,5 t/fő/h Fajlagos energiafogyasztás, kwh/t Kb. 1 2,5 3) 1) Valamennyi adat az alábbi keverékmintára vonatkozik: kb. 80% deinking (újságok, képeslapok, stb.), kb. 15% barna és szürke karton (nem nyomtatott), csomagolópapírok és átszínezett papírok, kb. 4-5% színesen nyomtatott kartonok és csomagolópapírok és kb. 0,5% papírtól idegen alkotók (műanyagok stb.). 2) Teljesítményfelismeréssel. 3) Energiaszükséglet a gyorsítószalag, a kompresszor, a kamera, a detektorok, valamint a teljesítménytől függően. 4) A fő deinking-anyagáramtól leválasztott frakciókra vonatkozik. Végeredményben a deinking-frakció minősége javul, viszont az automatizálás fokozásával csökken a vegyes papír minősége. A felszúrásos módszerrel kiválasztott frakciót nagy csomagolópapír-tatalma következtében általában közvetlenül, mint áruházi papírhulladékot (1.04) lehet forgalomba hozni. A leválasztott frakció pedig a vegyes papír minőségének felel meg. A kartonpapír-frakció kihozatalának grafikaipapír-tartalma a készülékek kalibrálásától függ. Ha a felismerőrendszer előtt ballisztikus szérelést alkalmaznak, akkor pl. a színes újságok a feldolgozandó anyaggal mennek tovább, a deinking-termékeket pedig a felismerés után visszavezetik. Szérelés nélkül ezeket az újságokat színes papírként ismerné fel a rendszer, mint ilyent kifújná és a vegyes papírhoz továbbítaná.

8 A deinking-termék kihozatala az automatikus osztályozás következtében csökken. A veszteséget a durva- és a finomrostálás okozza. Felismerő rendszerek alkalmazásakor vagy anyagáram-rendszerben a zavaró hatású anyagok elkülönítése során további veszteségekre kell számítani. Az áruházi papírhulladék kihozatala is csökken. A 4. táblázat tünteti fel, hogy a különböző berendezések megfelelő üzemmódja esetében a kihozatal minősége, a minőség stabilitása és a kihozatal hogyan alakul a kézi osztályozáshoz képest. 4. táblázat A kihozatal és a minőség alakulása különböző automatizálási fázisok esetében, a kézi osztályozáshoz viszonyítva Papírfelszúrás 2) Felismerőrendszerek 2) Osztályozás légáramban 3) Minőség / +/ +/ A minőség stabilitása 1) Kihozatal ) Csupán a berendezés megfelelő üzemmódja esetében érvényes. 2) Valamennyi adat csupán előzetes durva- és finomrostálás, valamint utólagos kézi osztályozás esetén érvényes. 3) Valamennyi adat csak előzetes durvarostálás esetén érvényes. Optikai rendszerek alkalmazásakor vagy anyagáramlásos osztályozás esetében az áruházi papírhulladék kiválogatását csupán a durvarostálás tudja biztosítani. Ebben az esetben a 300 mm-nél kisebb csomagolópapír-darabok a vegyes papírfrakcióhoz kerülnek. A kartonpapír csupán a felszúrásos módszerrel távolítható el. A vegyes papírfrakció kihozatala végeredményben a többi frakció rovására növekszik. Összefoglalás és további lehetőségek A papírhulladék osztályozásának automatizálása különböző technológiák kombinációja révén akár teljessé is tehető. Általában a cél a lehetőleg legnagyobb deinkingtermék-kihozatal megvalósítása. Melléktermék

9 az áruházi papírhulladék (1.04) és a vegyes papírhulladék (1.02). Automatizálás esetében azonban olyan frakciók is képződnek, amelyek nem felelnek meg az EN 643 szerinti osztályozási skálának. A deinking-termék minősége a különböző automatizálási fázisok kombinációja révén javítható. Ezzel szemben az ún. vegyes papírhulladék minősége, a papírtól idegen alkotók részarányának növekedése következtében romlik. Összeállította: Dr. Barna Györgyné Wagner, J.; Schabel, S.: Einflüsse der automatisierten Sortierung auf die Qualität des Altpapiers. = Recycling Magazin, 61. k. 6. sz p Bitschi, N.; Natter, M.: Prognosemodelle für Altpapiersammelmengen mit Hilfe von Zeitreihenanalysen. = Müll und Abfall, 37. k. 10. sz p Karnick, N: Ein Meilenstein in der Aufbereitung von Altpapier. = Umwelt, sz. p Röviden Új rendelet a hulladékok lerakásáról Új rendelet szabályozza Magyarországon a hulladéklerakást, valamint a hulladéklerakókat április 13-ától. Azokat a meglévő lerakókat, amelyek nem felelnek meg az új követelményeknek, január 1-jéig be kell zárni. A környezetvédelmi és vízügyi miniszter rendelete három kategóriába sorolja a hulladékokat. Az A kategóriába tartoznak az úgynevezett inert hulladékok, amelyek tereprendezésre vagy építési célra hasznosíthatók. A B kategóriás hulladékok nem veszélyesek és további alkategóriákra bonthatók, a települési, vegyesen gyűjtött szilárd hulladék pl. a B3 alkategóriába tartozik. Végül a veszélyes hulladékok a C kategóriába tartoznak. Hulladéklerakót nem lehet építeni egyebek mellett művelésre alkalmas közepes vagy annál jobb minőségű földterületen, ár- és belvízveszélyes területen, továbbá ott, ahol a maximális nyugalmi vízszint és a tároló alsó szintje között nincs legalább egy méter különbség. A veszélyeshulladék-lerakó telkének határa lakóterülethez, lakóépülethez nem lehet közelebb, mint 1000 méter, a nem veszélyes hulladékot tároló lerakó esetében 500 méter, míg az inert hulladéknál 300 méter a kötelező minimális távolság. A lerakót körbe kell keríteni, és a kerítésen kívül olyan véderdőt kell létesíteni, amely megakadályozza, hogy a szél elhordja a lerakott hulladékot. A rendelet felsorolja azt is, hogy mit nem szabad lerakni a hulladéklerakókba, így például folyékony hulladékot, nyomás alatt lévő gázt és bármilyen

10 gumiabroncsot (beleértve a kerékpárokét is). Ez év július 1. után aprított gumiabroncsot sem szabad lerakni. A hulladék lerakásának a díját úgy kell megállapítani, hogy az a beruházáson túl fedezze a működtetés és a lezárást követő 30 éven át az utógondozás költségét is. A működtetőnek részletes üzemeltetési tervet kell készítenie és kötelező megfelelő szakképesítéssel rendelkező környezetvédelmi megbízottat foglalkoztatnia. A veszélyeshulladék-lerakó nyilvántartásában annak is szerepelnie kell, hogy az egyes anyagokat pontosan hová tették le. A rendelet melléklete részletesebb műszaki előírásokat is tartalmaz. Így például azt, hogy az A és B kategóriás hulladékot befogadó tároló szigetelésének legalább 1 méter vastagságúnak kell lennie (a veszélyes hulladéknál pedig 5 méter a követelmény). Ha ez természetes szigetelőanyaggal nem biztosítható, akkor legalább fél méter vastag kiegészítő szigetelő réteget kell alkalmazni. Azokat a meglévő lerakókat, amelyek nem felelnek meg az új követelményeknek, január 1-jéig be kell zárni. MTI-sajtóközlemény, ápr. 11. Az idén 500 tonna italos karton hasznosul újra A hulladékká vált italoskarton-dobozokból a tavalyi tonna után 2006-ban várhatóan 500 tonna hasznosítása oldódik meg Magyarországon mondta Baka Éva, az Italoskarton Környezetvédelmi Szolgáltató Egyesülés (IKSZ) ügyvezetője. Közölte: a szelektív hulladékgyűjtés terjedésével esély van arra, hogy az évente eldobott ezer tonnányi üres italos dobozból 2008-ra akár százalék másodnyersanyagként hasznosuljon. A színes kukákban szelektíven gyűjtött üres italos dobozok papírjából karton készül, a műanyag- és az alumíniumkomponenst pedig cementgyárban hasznosítják vagy energetikai megfontolásból elégetik. Baka Éva megjegyezte, hogy májustól a Magyarországon bálázott hulladékokat már nem csak a németországi Niederauer Mühle, hanem az osztrák Mayr-Melnhof Karton Gesellschaft m.b.h. is fogadja. A különféle csomagolóanyag-fajták újrahasznosítását koordináló ÖKO- Pannon Kht.-vel közreműködő IKSZ a német céggel évi ezertonnás, az osztrákkal 500 tonnás szerződéssel rendelkezik. Az IKSZ-t 2004-ben alapította meg a három legnagyobb magyarországi italoskarton-gyártó cég, a Tetra Pak Hungária Rt., SIG Combibloc Kft. és az Elopak magyarországi képviselete. A szervezet a szelektív hulladékgyűjtés keretében az italos kartonok nagyobb tömegű visszagyűjtésért lép fel, és igyekszik elősegíteni a hulladékhasznosítási piacon a verseny megteremtését. MTI-sajtóközlemény, ápr. 27.