Az újrahasznosítás fontossága Technológiai rendszerek 11. hét: A szennyvíztisztítás technológiái és a gumihulladékok újrahasznosítása 2008/2009-as tanév, I. félév Horváth Balázs SZE MTK BGÉKI Környezetmérnöki Tanszék Mo.: 40-50 ezer t/év EU 15: 250 000 000 hulladék gumiabroncs/év, azaz 1650 ezer t/év Világ: 1 milliárd /év Felhalmozott készletek az EU-ban: >> 1 milliárd Nehezen lebomló műanyag az egyik legkomolyabb környezetszennyezési terhelés Az újrahasznosítás fontossága Az EU tiltja a hulladéklerakókban való elhelyezést 2006. július 1. után Zissou in His Tire Boat, gelatin silver print by Jacques-Henri Lartigue, 1911; in the Art Institute of Chicago Lehetséges újrafelhasználási módok: égetés (égéshője meghaladja a szenekét), fizikai vagy kémiai regenerálás, aszfaltadalékként, műanyagadalékként Upcycling: értéknövelő újrahasznosítás 1
A gumiabroncsok élettartamának szakaszai Az új gumiabroncsok átlagos tömege az EU-ban 1. új, megfelel a szabványoknak, használható az utakon A jármű típusa személygépkocsi Tömeg, kg 7,5-9,0 Darab/tonna 112-133 2. részben használt, közlekedésre még alkalmas 3. újrafutózható kistehergépjármű Nehéz/hosszú tehergépjármű 11-15 50-80 67-91 12-20 4. újrahasznosítható (reciklálható) Mezőgazdasági teregépjármű 100 10 A gumiabroncsok átlagos összetétele az EU-ban Az elhasznált gumiabroncsok átlagos tömege az EU-ban Anyag Gumi/elasztomer Carbon (fekete) Fém Textil Cink-oxid Kén Egyéb adalékok Személygépkocsi 48% 22% 15% 5% 1% 1% 8% Tehergépkocsi 43% 21% 27% - 2% 1% 6% A jármű típusa személygépkocsi kistehergépjármű Nehéz/hosszú tehergépjármű Mezőgazdasági teregépjármű Tömeg, kg 6,0-7,2 9-11 40-70 85 Darab/tonna 140-165 90-112 15-25 12 2
Néhány adat a gumiabroncsokról Magyarázat Export: a szegényebb országok felé újrafutózás céljából EU: az acélbetétes radiálgumik aránya 95% Élettartamuk 40-50 000 km Élettartamuk végére 20%-kal csökken a tömegük Az új abroncsok 4,8 kg gumivegyületet tart., amihez újrafutózás során hozzáadódik 2-3 kg új gumivegyület Anyagában tört. hasznosítás: - egész és darabolt gumi alklamazása mérnöki feladatokra az építés és környezeti rehabilitáció területén - gumidarálékból használati és ipari termékek készítése Erőművek, cement-papír és cellulózgyárak nem fosszilis tüzelőanyaga A hasznosítási módok becsült megoszlása az EU-ban Összehasonlítás 1994, EU: deponálás 62%, Módszer Lerakás, raktározás Energiatermelés Anyagában történő hasznosítás Újrafutózás Export, ismételt felhasználás Arány 34% 22% 21% 12% 11% egyéb hasznosítás 38% 2004, EU: deponálás 20%, egyéb hasznosítás 80% 10 év alatt megfordult az arány! 3
A gumiabroncs-hulladék mint nyersanyag A gumiabroncs-hulladék mint nyersanyag A gumiabroncs nem számít veszélyes hulladéknak Egy személygk-abroncs 30 liter, egy tehergk-abroncs 95 liter olajterméknek megfelelő szerves anyagot tartalmaz értékes nyersanyag (magas olajárak) Ellenálló bakt-kal, gombákkal, hővel, nedvességgel, napfénnyel, olajtermékekkel, számos oldószerrel, savval és más vegyi anyaggal szemben autóalkatrészek tömítések felületkezelő pigmentek útburkolóanyagok előállításában Nem toxikus, biol. úton nem lebontható A gumiabroncs-hulladék mint nyersanyag A gumiabroncs-hulladékból készíthető alapanyagok Sikereket értek el velük hangszigetelő gátak szigetelések kis fajsúlyú töltőanyagok hídtöltések lerakók, valamint Teljes abroncsok egészben, darabokra vágva vagy összepréselve: mesterséges zátonyok, hangszigetelő gátak, ideiglenes utak stb. Shredderezett anyag (vágással, szaggatással vagy töréssel készül szabálytalan, 50-300 mm-es méretben): kis fajsúlyú töltőanyag utak alapjaiba, rakodóterületek, csatornák, hangszigetelő gátak, hulladéklerakók szerkezetének kialakítására 4
A gumiabroncs-hulladékból készíthető alapanyagok Az Európai Gumiabroncshasznosítók Egyesületének (ETRA) felvetései Chipsek (vágással, szaggatással vagy töréssel készül szabálytalan, 10-50 mm-es méretben): kis fajsúlyú töltőanyag építkezéseknél, feltöltés, csatornák, járdák alapjaihoz, hangszigetelő gátak, hulladéklerakók építéséhez és karbantartásához, hodak támfalának létesítéséhez Az EU-ban 921 507 km alsóbbrendű út igényel felújítást Az EU ötévente 300 000 km autóutat épít A fontosabb útpályák mentén 38 596 km hosszan vár megoldásra a zajcsökkentés Az EU-ban évi 500 000 m 2 jégkorongpálya épül Az előírások szerint az EU-ban 150 000 általános iskola sportpályáját kell ütéscsökkentő burkolattal ellátni A gumiabroncs-hulladékból készíthető alapanyagok A gumiabroncsok elhasználódása és a hulladék abroncsok kezelése Granulátumok (1-10 mm-es darabok előállítása szobahőm-en vagy kirogén aprítással /foly. N/): tömör abroncsok, padlóburkoló lapok, tetőfedőanyagok, vibrációgátló lapok, útalapok, sport- és biztonsági aljzatok, sportpályák, gumitartalmú aszfaltok, útszélek stb. készítéséhez Évente 12-15 millió tonna nagyrészt szintetikus kaucsukból 30 millió tonna gumitermék készül, aminek a fele gumiabroncs Évente 10 millió tonna hulladék abroncs (pedig az elmúlt 30 évben a futásteljesítmény 20-30 ezer km-ről 80-100 ezer km-re nőtt) 5
A kaucsuk felhasználása az EU15-ben Abroncsgyártás: 60 % Nem abroncs autóipari termékek (tömlők, tömítések stb.): 15 % Nem autóipari termékek (latextermékek, gumilemezek stb.): 25 % I. Abroncshulladék-darabok és granulátumok az építőipari szerkezetek alapozásánál (USA) Önthető kitöltő anyagok előállítása - cementszerű, helyben keverik össze és folyékonyan juttatják a felhasználás helyére - tartalma: cement, pernye, homok, víz, finomszemcsés aggregátum (utóbbi a tömeg 2/3-a is lehet) - 24 órán belül köt - szilárdsága kisebb a betonénál, kb. a tömörített földéhez hasonló - sűrűsége is kisebb és jó a hőszigetelő-képessége A hulladékabroncsok sorsa Építőmérnöki hasznosítás EU15 Magyarország - Gumiőrlemény előállítása darabolást követően, az acél- és Újrafutózás 11% 0% textilkomponensek eltávolítása után szemcsemérete a Anyagában tört. h. Energetikai h. Export Lerakás 24% 27% 12% 26% 4% 23% 8% 65% homokszemcséig terjed, sokszor annál jóval kisebb - Aszfaltban egyenletesebbé teszi a felületet, csökkenti a repedezést, javítja a kocsik menettulajdonságait - Betonban csökkenti a sűrűséget 6
Talajvízszennyező-e a gumiabroncs? - A víz nem old ki belőle egészségre káros anyagot - Kis ph mellett inkább fémek, nagy ph mellett inkább szerves vegyületek oldódnak ki - Közel semleges kémhatású talajvíznél a legcélszerűbb alkalmazni (egyelőre csak talajvíz felett engedélyezik) - A gumiőrlemény még kedvező is az illékony szerves Felhasználása: A nagyobb és durva felületű granulátum sportpályák fedésére, esésvédő matrac és hangszigetelő padlóbevonat készítésére alkalmas A kisebb szemcseméretű és sima felszínű gumiliszt aszfaltadalékként csökkenti a közlekedési zajt, fokozza a tapadást, növeli az élettartamot, csökkenti a fagykárt vegyületek (VOC) megkötésével II. Gumiliszt és gumigranulátum előállítása (Ausztria) A feldolgozás részletei A gumiabroncs tartalmaz: gumi (65%), acél (30%), textil (5%) 1. Zúzógép (shredder): tenyérnyi darabokra aprítja 2. Granulálógép 3. Acél kivonása mágnessel 4. Textil kivonása szélosztályozással III. Pirolízis Termikus desztilláció olajokká, gázokká és szénné A szén egyes eljárásokban a feketeszénnek megfelelő minőségű is lehet Az olaj hasonló a 2. minőségi fokozatú olajokhoz, de nagyobb a kéntartalma A gázok fűtőértéke közel azonos a propánéval A guminként 1,13 kg-nyi acél is visszanyerhető 7
IV. Alkalmazás beton és habarcs adalékanyagaként A gumidarabokkal vegyített habarcs bedolgozhatósága A gumitartalmú beton alkalmazási területei: hasonló vagy jobb A gumitartalom növekedésével: Rezgéscsillapítás (vasúti pályaudvarok, gépek a süppedés mértéke csökken a levegőtartalom nő a sűrűség csökken a nyomószilárdság csökken alapzata) Csatornatöltés, csővezetékek ágyazása, járdák Vasúti ütközők, védőfalak Egy újabb szempont a keménység nő a merevség és a törékenység csökken az ütésállóság nő a gyors fagyással és felolvadással szembeni ellenállás nő (max. 10-15%-os gumitartalomnál) Az acél visszanyerése: Egy személyautó-abroncs kb. 1,25 kg acélt tartalmaz huzalok formájában, egy teherautóé akár 5 kg-ot Mo-on évente 2-3 ezer t acélt nyerhetnének vissza abroncsokból 8
Three types of pneumatic tires A gumiabroncshulladék hasznosítsának hazai lehetőségei Újrafutózás: a lekopot futófelületet lecsiszolják, majd egy új futórészt vulkanizálnak fel Partfal vagy hulladéklerakók alsó részének stabilizálása egymáshoz rögzített abroncsokkal Az őrlemény 5-10%-ban bevihető a kevésbé igényes gumitermékekbe (lábtörlő, gumiszőnyeg, tömör abroncsok stb.) Az őrlemény műanyagokkal való kombinálása (sportpályák, játszóterek burkolata) Gumiőrlemény-aszfalt előállítása Pirolízis (foly. és gáz CH-ek és nagy koromtart. maradék képz.) Égetés (főként cementgyárakban, ahol vasat és Si-ot is kivált) 9