Вторая жизнь макулатуры

Министерство образования и науки Российской Федерации

Комитет образования города Курска

МБОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 53» города Курска

Научно-исследовательская работа

«Вторая жизнь макулатуры»

Выполнила Михайлова Наталия 

обучающаяся  9 «А» класса

МБОУ СОШ № 53 г. Курска

Руководитель  Афанасьева М. Н.

учитель химии и биологии

МБОУ СОШ № 53 г. Курска

Курск, 2012

Содержание

1. Введение………………………………………………………………….2
2. Основная часть…………………………………………………...……...6

2.1. Марки макулатуры ……………………………………………...……..8                                                          2.2. Прием макулатуры……………………………………………..……..12 2.3.Технология переработки макулатуры………………………………..13

2.4. Вторая жизнь макулатуры……………………………………………17

2.5. Акция школы «Помоги своей планете»……………………………..24

     3. Заключение ……………………………………………………………...26

     4. Литература ………………………………………………………………28

«У Земли, у Вселенной есть своя

скорбь, своё горе…  Плачет она без

толку вырубленными лесами,  

обвалами  берегов  в переполненных

 слезами  Земли водохранилищах,

затопленными угодьями,  лугами,

переставшими лелеять на себе стада

 и служить человеку сенокосами,

асфальтовыми дворами  с вонючими

баками,  между которыми играют

дети.   Стыдливо заволакивают  

Землю  желтые  «производственные»

дымы, кислые дожди, навеки

скрывается всё живое,  занесенное

в красные похоронные книги».

Д.С. Лихачёв

Введение

Бумага занимает исключительное место в жизни людей. Её открытие, как и изобретение колеса, - чудо, одно из величайших завоеваний человеческого разума. Появившись однажды, бумага прочно утвердилась на Земле и, не зная конкурентов, победно идет через столетия.

Дружба, начавшаяся с бумагой в детстве, не прекращается всю жизнь, дома, в школе, на улице, в магазине, на работе у родителей мы рады этой встрече. Бумага входит к нам в квартиру свежей газетой, новым номером журнала, письмом. В школе на парте лежат учебники, тетради по которым мы учимся. Большая часть предметов домашней обстановки связана с бумагой, полки с книгами, обои на стенах, коробки из-под обуви и т.д. 

Мы не всегда осмысливаем великое значение бумаги. Лист бумаги - гладкий, чистый, отменной белизны - мы рассматриваем как некую малость, обыденную, незаметную, даже вроде бы и не вещь и не предмет, а так просто - лист, да и только. И вряд ли кто задумывался над тем, где, как, из чего, трудом каких людей создан этот лист.

И вот этот чистый лист - стал грязным, исписанным, мятым и мы его выкидываем. Старые газеты, журналы, разорванные книги, учебники, сколько всего ненужного можно найти вокруг нас. Люди торгуют на улице и после себя оставляют коробки, которые мокнут под дождем и никто их не убирает. От этого улицы, площади становятся грязными.

Планета, отравленная отходами человеческой деятельности, - один из возможных сценариев апокалипсиса. Люди часто не просто изменяют природу, а разрушают среду своего обитания, доводят ее до того, что уже сами не могут жить в новых условиях. Такие этапы человеческой истории, когда человек «рубит сук, на котором сидит», называются «экологическими кризисами», и они повторялись неоднократно в течение всей истории. Стремление взять у природы больше, чем она может дать, сопровождала человека на протяжении тысячелетий, и поэтому вся его история – это путь от одного экологического кризиса к другому.

Но выбор пути, по которому последует человеческая цивилизация, пока ещё остается за нами. Важно лишь успеть сделать его вовремя. Мне кажется, что наша планета - Земля - вполне имеет перспективу в обозримом будущем, превратиться в одну большую свалку. Чтобы этого не случилось, надо действовать  как в книге А. Сент - Экзюпери «Маленький принц»: «…встал поутру, умылся, привел себя в порядок - и сразу же приведи в порядок планету». 

2. Основная часть

Макулатура используется в качестве вторичного сырья при производстве бумаги (писчей, типографской и туалетной бумаги), упаковочного картона, а также кровельных, изоляционных и других строительных материалов. Использование макулатуры позволяет существенно экономить древесину (1 тонна макулатуры заменяет около 4 кубических метров древесины) и уменьшить вырубку лесов. Кроме того, экономически целесообразно использовать макулатуру как сырье для получения новой бумаги в виду гораздо более низкой стоимости конечного продукта в этом случае. Ведь для получения целлюлозы из древесины требуется гораздо больше ресурсов, чем при переработке макулатуры! 

Подавляющая часть макулатуры заготавливается из легко доступных компактных источников: промышленных, торговых и административных предприятий и учреждений. Организуется сбор её у населения. Для стимулирования сбора макулатуры в настоящее время используется следующая технология: специализированные предприятия приобретают за деньги небольшие партии макулатуры у сборщиков, а затем продают крупные партии макулатуры бумажным фабрикам. Современная система сбора и переработки макулатуры предусматривает оснащение мест концентрации макулатуры специальным оборудованием. 
    Однако в СССР в 1980-е годы существовала иная система сбора макулатуры. Во-первых, к сбору макулатуры привлекались учащиеся школ. Для каждой школы была установлена годовая норма сбора макулатуры. Во-вторых, для стимулирования сбора макулатуры гражданами производился обмен собранной ими макулатуры на так называемые дефицитные, то есть отсутствующие в свободной продаже товары, прежде всего книги. 

Макулатура составляет по весу примерно 40% всех твёрдых отходов! 

На 2009 год, уровень сбора макулатуры в России составил 12%, в мире 49%, в США 50%, в Европе 59,4%. Самый высокий уровень сбора макулатуры был в Германии и составил 73,6%.

По данным на начало 2010 года  Европа по-прежнему остается мировым лидером по сбору макулатуры с уровнем в 64,5% 

    В России и странах СНГ макулатура бумажная и картонная заготавливается и закупается перерабатывающими предприятиями в соответствии с ГОСТ 10700-97.

1. 115 млрд. страниц офисной бумаги, в среднем, ежегодно переводится в макулатуру пользователями персональных компьютеров во всём мире;
2. 10 тыс. деревьев вырубается ежегодно для производства поздравительных открыток;
3. 54 кг газетной бумаги, сданной в переработку, позволяет сохранить одно дерево;
4. 15 млн. деревьев − эквивалент возросшей потребности к получению бумажных копий  за последние 20 лет.

1. Марки макулатуры

 Макулатура в России подразделяется на 12 марок. Страны СНГ являются единственными в мире, где число марок макулатуры лишь 12. В различных странах собирают макулатуру по 15—40 маркам, т.е. тщательно сортируют еще на приемном пункте. При ограниченном числе марок рассортировать макулатуру для использования при выработке квалифицированных видов бумаги практически невозможно.

Разделение макулатуры на 12 марок преследует цель ее более рационального использования. При обосновании состава марок макулатуры учитывается вид продукции (бумага или картон), цвет (белый или небелый), состав по волокну (целлюлоза, древесная масса), скорость роспуска в воде и др. факторы.

Каждый вид бумаги или картона может содержать в составе своей композиции следующие первичные материалы - целлюлозу, древесную массу, наполнитель (чаще всего каолин) и клей.

Важнейшие виды наполнителей 

При производстве бумаги и картона большое значение имеют как ограничение (степень белизны) и прочностные свойства волокнистой массы, так и скорость её обезвоживания при отливе бумаги и картона. Последний показатель характеризуется степенью помола массы, которая зависит от композиционного состава картонно-бумажной продукции. Наилучшими прочностными свойствами обладает целлюлоза.

По латыни макулатура значит «запятнанная». И это большая проблема - отмыть с бумаги пятнающую ее типографскую краску, чтобы старая бумага могла после переработки пойти не на упаковочный картон, а снова в типографию. Датская фирма "Ново Нордиск" получила фермент, позволяющий отделять чернила или краску от макулатуры. К перемолотой бумажной массе добавляют щелочь, а затем фермент, всего 200-300 миллилитров на тонну. Черная краска выпадает в осадок и легко отделяется от бумажной массы. Получается белая бумага, пригодная для любых печатных изданий.

Таким  образом,   композиционный  состав  бумаги  и  картона  определяет направление их вторичного использования.

Далеко не каждая марка макулатуры может использоваться для выработки определенного вида бумаги, картона или другой продукции.

      Так, например, для выработки бугорчатых прокладок для яиц крайне ограничено использование книжно-журнальной макулатуры и в основном используется газетная макулатура.

2. Прием макулатуры

Мы разобрались, какие бывают марки в соответствии с ГОСТом 10700-97 «Макулатура бумажная и картонная». Далее стали   выяснять схему рабочих процессов приема макулатуры, оказалось, что не все так просто.

1. Сбор и прием всех видов макулатуры (от населения и предприятий);
2. Прием макулатуры от заготовительных структур:

1. Взвешивание макулатуры
2. Контроль качества макулатуры на засоренность, влажность  
3. Определение сортности в соответствии с требованиями ТУ
4. Оформление приходных документов на производство
5. Расчет со сдатчиком макулатуры

3.        Сортировка макулатуры:

1. Разделение макулатуры по сортам
2. Освобождение макулатуры от посторонних включений и мусора

4. Шредирование (измельчение или уничтожение конфиденциальных документов при необходимости)
5. Подача сортированной макулатуры на пресс для пакетирования в производственные цеха.
6. Передача закипованного сырья на склад готовой продукции:

1. Контроль качества, взвешивание, маркировка

7.        Выход сырья со склада готовой продукции:

2. Взвешивание
3. Отгрузка продукции потребителю
4. Оформление документов на отпуск продукции

2.3.Технология переработки  макулатуры

Переработка макулатуры для использования в производстве бумаги и картона осуществляется по мокрой технологии и включает следующие операции:

1. Роспуск макулатуры;
2. Очистку макулатурной массы от посторонних примесей;
3. Дороспуск макулатурной массы;
4. Тонкую очистку макулатурной массы.

Роспуск   макулатуры    на    волокна    осуществляется    в    водной    среде    в гидроразбивателях      при      концентрации      4-6%.      Под      воздействием гидромеханических усилий происходит процесс измельчения макулатуры на кусочки и разделение на волокна. Гидроразбиватели оснащены ситом с отверстиями (10-12 мм). Готовая суспензия макулатурной массы проходит через отверстия сита и поступает на следующую операцию.  В гидроразбивателях происходит и отделение грубых включений из макулатуры - тяжелые удаляются из специального грязесборника, а легкие - в виде текстиля, и полимерных пленок удаляются либо в виде жгута постоянно, либо периодически. Макулатурная масса после гидроразбивателя содержит как волокна, так и нераспустившиеся кусочки макулатуры.

Вертикальный гидроразбиватель с низкой концентрацией роспуска типа LCV

Сварная нержавеющая ванна (1), закреплённая на железобетонных стойках

функциональные органы: ротор (2), лопаточный венец (3), статорная сортировочная сетка (4), корпус подшипника (5) уплотненный лабиринтным уплотнением, корпус выпуска (6) уплотненный филенчатым уплотнением (сальниковая втулка, уплотнительный шнур), до 200 кВт  ременный привод (7) с кожухом, от 200 кВт редуктор с кожухом, фланцевый электродвигатель (8).

 Горизонтальный гидроразбиватель типа HV

Сварная нержавеющая ванна (1), корпус выпуска (2) уплотненный филенчатым уплотнением (сальниковая втулка, уплотнительный материал),

функциональные органы: ротор (3),  лопаточный венец (4), статорная сортировочная сетка (5),  буксы подшипников (6) для посадки вала

функциональных органов, ременный привод с кожухом (7) 

пяточный электродвигатель (8). 

Далее макулатурная масса очищается от тяжелых и легких примесей. Очистка от тяжелых примесей - песка, стекла, скрепок и т. д. Осуществляется в очистителях макулатуры, представляющих из себя циклон. Тяжелые примеси осаждаются в грязесборники и периодически удаляются.

Легкие примеси в виде полимерных пленок и кусочков макулатуры удаляются на вибросортировках с соответствием щелевого типа. Прошедшая сито макулатурная масса направляется на дальнейшую перегруппировку. Для снижения потерь в макулатурные массы во всех типах очистительного оборудования, как правило, попадает вода.

Очищенная макулатурная масса, содержащая как растительные волокна, так и пучки волокон, и кусочки макулатуры проходит стадию дороспуска. Дороспуск макулатурной массы осуществляется на различного вида центробежных сортировках, сортировках давления с круглыми или щелевыми отверстиями. Для окончательной очистки макулатурной массы  от узелков и мелких точечных вкраплений широко применяются вихревые конические очистители.

Таким образом, эффективное разволокнение макулатурного сырья в «мягких» условиях с одновременной грубой очисткой и сортированием обеспечивает сокращение затрат на последующую обработку полученной волокнистой суспензии и снижение потерь волокна, уходящего вместе с отходами.

     Более 78% общего количества перерабатываемой макулатуры в основном идет на производство упаковочных видов бумаги и картона. Наибольший удельный вес в общем объеме потребления макулатуры занимает картон коробочный всех марок (42%), тарный для гладких слоев гофрокартона (19%), оберточная бумага всех видов (19%) и бумага пачечная двухслойная для упаковки папирос и сигарет. Если рассматривать использование макулатуры в композиции продукции, то наибольший удельный вес она занимает при производстве кровельного и чемоданного картона (11%), коробочного (74%), тарного (53%).  При производстве бумаги наибольшая доля макулатуры в композиции волокна бумаги для контрольно-кассовых аппаратов (80%) и оберточных видов бумаги.

 Крупнейшими переработчиками макулатуры в России являются ОАО «Санкт-Петербургский КПК», ЗАО «Набережно - Челнинский КБК», ООО «Ступинский КПК», перерабатывающий более 100 тыс. т макулатуры в год каждый, от 20-50 т в год могут перерабатывать Балабинский ЦКК, Пермский ЦБК, Светогорский ЦБК, ОАО «Белые берега», ОАО «Караваево». Остальные переработчики имеют мощности 20 тыс. т в год и менее.

Основная часть макулатуры (до 75%) используется для производства туалетной бумаги и картона (коробочного, тарного, гофрокартона). До 20% макулатуры используется в производстве кровельных материалов. На территории России имеются 27 предприятий, использующих макулатуру для производства бумаги и картона и 14 предприятий используют макулатуру в производстве кровельных материалов.  Наиболее крупными потребителями макулатуры в России являются:

1. Санкт-Петербургский КБК (до 18%).
2. Набережно - Челнинский КБК (10,4%).
3. Алексинская КФ (12,1%).
4. Ступинская КФ (9,8%).
5. Балахнинский ЦКК (5,5%).
6. Суоярвская КФ (4,2%)

2.5.Акция школы «Помоги своей планете»

Каждую четверть в школе проходит акция «Помоги своей планете», в ходе которой производится сбор макулатуры.

Итоги сбора макулатуры в 1 четверти 2012 – 2013 учебного года (октябрь 2012 г.)

Если учесть, что 54 кг газетной бумаги, сданной в переработку, позволяет сохранить одно дерево, то даже в процессе 1 проведенной акции удалось сохранить 72 дерева, а если учесть, что 1 тонна макулатуры заменяет около 4 кубических метров древесины, то можно сказать, что почти 16 кубометров древесины остались нетронутыми в лесу.

Если учесть, что такие акции проводятся регулярно (каждую четверть) и в среднем собирается больше 3 тонн макулатуры, то за один год школьники могут сохранить около 250 деревьев и сэкономить минимум 50 кубометров древесины.

Если брать экономическую составляющую, то сэкономлено также 3895 квт/ч электроэнергии  и 600 м3 воды.

3. Заключение

    Переработка макулатуры - очень наглядный пример охраны окружающей среды одновременно с экономией ценного природного сырья.

   Тщательный сбор макулатуры и ее разумное использование не только предотвращают замусоривание среды нашего обитания остатками бумаги, но и сберегают ценную древесину. В Германии, например, значительная доля бумаги и картона производится из макулатуры, и благодаря этому ежегодно сохраняется 1500 га  леса.

   В принципе, возможно,  вновь получать из макулатуры и печатную бумагу, но это требует значительных затрат. С точки зрения экономики целесообразно использовать макулатуру для производства упаковочных материалов, гофрированного и простого картона и т. п.     Нельзя забывать при этом, что  целлюлоза – ценное химическое сырье для производства  искусственных волокон, взрывчатых веществ, искусственной кожи, кинопленки и искусственного шелка.

   Каждый гектар лесного массива позволяет получить в год около 45 т древесной массы, а при правильном разведении и уходе эта цифра может быть удвоена. Нужно только всегда помнить, что лес на каждую тонну древесной массы дает нам дополнительно 1,3 т кислорода. Гектар леса ежегодно производит около 45 000 м3 этого жизненно важного элемента, колоссальные количества которого мы затрачиваем на сжигание нефти, газа и угля. Через длительное время это должно привести к общему уменьшению содержания кислорода на Земле. В воздухе больших городов в часы пик и сейчас часто содержание кислорода уменьшается настолько, что это соответствует высоте 5000 м над уровнем моря, а это вредно отражается на здоровье людей. Леса к тому же - это излюбленное место отдыха, хорошая защита от пыли и шума. Города стараются окружить зелеными поясами, что одновременно способствует и борьбе с обеднением воздуха кислородом.

 Макулатура — один из важных видов возобновляемых ресурсов. Чтобы взамен срубленного дерева вырастить новое, требуется 25-30 лет. Бумага практически не наносит вреда окружающей среде. Время разложения 2-3 года, но иногда на свалках без поступления кислорода в слой мусора бумага способна лежать до 30 лет не разлагаясь. Однако краска, которая нанесена на бумагу, при разложении выделяет ядовитые вещества, а при сжигании некоторых видов краски могут образовываться диоксиды. Исследования подтверждают, что количество макулатуры в отходах снижаться не будет, наоборот: в сфере обслуживания используется все больше упаковочных и полиграфических материалов, поэтому в отходах растет и доля макулатуры.

По статистике: В России лишь 0,1% бумаги производится из макулатуры. В Европе эта цифра доходит до 50%, а в Японии и вовсе - 65% новой бумаги делается из старой макулатуры.

Увеличение сбора и переработки макулатуры прямо пропорционально сбережению лесов, восстановлению и сохранению экосистемы, решению энергетических и экологических проблем. Развитие этого направления решает  задачу рационального и бережного использования лесных ресурсов. Использование вторичного сырья в промышленности защищает окружающую среду, экономит природные и энергетические ресурсы:

1. 60 кг макулатуры спасает одно дерево;
2. 30 тонн макулатуры спасает 1га леса;
3. 1тонна макулатуры экономит 1000 кВт/ч электроэнергии;
4. 1тонна макулатуры экономит 200 м3 воды;
5. используя макулатуру для производства бумаги на 75% уменьшается загрязнение воздуха и позволяет экономить до 40% воды.

Обучающиеся нашей школы  принимают активное  участие в решении задачи рационального и бережного использования лесных ресурсов.

4.Список литературы

1. Большая Советская Энциклопедия. (В 30 томах).

/ Гл. ред. A.M. Прохоров, Изд. 3 - е - М.: «Советская Энциклопедия». 1974.

2. Даль В.    Толковый словарь живого русского языка: т. 1-4 - М.: Русский

Язык, 1978.- т.2. И-О. 1979. 749 стр.

3.Журнал «Экология и жизнь» №5 - 2003 год.

4.Журнал «Наука и жизнь» №7 - 2004 год.

5. Лихачёв Д.С. Заветное./Д.С. Лихачёв. – М.: «Издательский, образовательный и культурный центр «Детство. Отрочество. Юность», 2006. – 271с.: ил.

6.Интернет – ресурсы: Википедия