Рециклинг пластмасс. Экономика, экология и технологии переработки пластмассовых отходов

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Understanding  
Plastics Recycling

Economic, Ecological, and Technical  
Aspects of Plastic Waste Handling

Natalie Rudolph
Raphael Kiesel
Chuanchom Aumnate

Hanser Publishers, Munich                  Hanser Publications, Cincinnati

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Натали Рудольф 
Рафаэль Кизель 
Шуанчом Аумнате

РЕЦИКЛИНГ ПЛАСТМАСС.

Экономика, экология и технологии 

переработки  пластмассовых отходов

Санкт-Петербург
2019

Перевод с английского языка

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

ББК 30.69 
УДК 678.06 
Р31

 
Н. Рудольф, Р. Кизель, Ш. Аумнате
Р31  Рециклинг пластмасс. Экономика, экология и технологии переработки  пластмассовых отходов. — СПб. : ЦОП «Профессия», 2019. — 176 с., ил.

 
ISBN 978-5-91884-105-1

 

Раскрыт рыночный потенциал вторичной переработки пластмасс, включая экономический, 
экологический анализы и технологические перспективы. Рассмотрены системы переработки 
пластмассовых отходов по их типу (бутылки, трубы, упаковочные материалы и др.). Способы переработки даны в сравнении как с экономической, так и с экологической точек зрения. Предложены 
новые подходы с учетом экологических требований при сохранении эффективности технологий 
переработки. 
Приведены наглядные схемы-стратегии повышения эффективности затрат с учетом ориентации свойств материалов для улучшения их переработки; рекомендации по оптимизации технологических процессов (сортировка, деструкция и др.) на основе экономических показателей и использования специального оборудования.
Книга адресована руководителям и специалистам предприятий по сбору, утилизации и переработке пластмассовых отходов, разработчикам, технологам, ученым и студентам в области вторичной переработки пластмасс.

ББК 30.69 
УДК 678.06

© Carl Hanser Verlag. All rights reserved.  
No part of this book may be reproduced or transmitted in any form or by any means, electronic or mechanical, 
including photocopying or by any information storage and retrieval system, without permission in writing from the 
publisher.

Все права защищены. Никакая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было 
форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством, 
как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство 
не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности 
за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-1-56990-676-7 
 
 
 
     © Carl Hanser Verlag, Munich 2017 
ISBN 978-5-91884-105-1  
 
 
 
     © ЦОП «Профессия», 2019

 
 
 
   
 
 
     © Оформление: ЦОП «Профессия», 2019

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление
От авторов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 7
Вступление  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 8
Акронимы и другие разновидности аббревиатур  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 11

1 . 
Подробные сведения об отходах  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 13

1.1. 
Твердые коммунальные отходы — неизменный элемент повседневной  
жизни. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2. 
Методы утилизации твердых коммунальных отходов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1.1. 
Утилизация на полигонах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.1.2. 
Сжигание с преобразованием отходов в энергию  
(энергетическая утилизация отходов). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.3. 
Рециклинг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2 . 
Пластмассы — повышение ценности, уменьшение срока службы  .  .  .  .  .  .  . 25

Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3 . 
Рециклинг пластмасс —  сохранение ценных ресурсов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 29

3.1. 
Методы рециклинга пластмасс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.1.1. 
Механический рециклинг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.2. 
Химический рециклинг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.2.  
Рециклинг различных типов пластмассовых отходов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.1. 
Отходы производства. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.2. 
Отходы потребления (после использования изделий). . . . . . . . . . . . . . . 34

3.3.  
Процессы сортировки пластмассовых отходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.1. 
Ручная сортировка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.2. 
Автоматизированная сортировка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.4. 
 Механизмы деструкции пластмасс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.1. 
Механическая деструкция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.2. 
Термическая деструкция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.3. 
Термоокислительная деструкция. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.4. 
Влияние деструкции на свойства переработки и срок службы. . . . . . . . 48

3.5. 
Загрязняющие вещества. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.6. 
Заключение. Техническая осуществимость рециклинга пластмасс . . . . . . . . . . . 57
Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4 . 
Экономический анализ утилизации пластмассовых отходов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 61

4.1.  
Основы экономического анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1.1. 
Расчет экономической эффективности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
4.1.2. 
Статический расчет экономической эффективности . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.1.3. 
Метод сравнения прибыли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4.2. 
Экономический анализ утилизации на полигонах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление
6

4.3. 
Экономический анализ эффективности сжигания с получением энергии 
(мусоросжигательные заводы). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4.4. 
Экономический анализ рециклинга пластмасс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.4.1. 
Затраты на прием, разделение и приготовление рециклированных 
материалов (на мусоросортировочном комплексе) . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.4.2. 
Затраты на повторную переработку пластмасс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.4.3. 
Выручка от продажи переработанных пластмасс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.4.4. 
Прибыльность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.4.5. 
Цена на нефть как фактор прибыльности рециклинга пластмасс. . . . . 90

4.5. 
Заключение. Оценка экономической обоснованности рециклинга  
пластмасс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

5 . 
Экологический анализ утилизации пластмассовых отходов  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 98

5.1. 
Экологический анализ полигонного захоронения отходов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.2. 
 Экологический анализ эффективности сжигания с получением энергии 
(мусоросжигательные заводы). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

 5.3. 
Экологический анализ рециклинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4. 
Заключение. Экологическая насущность рециклинга пластмасс. . . . . . . . . . . . 105
Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

6 . 
Оптимизация рециклинга пластмасс  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .108

6.1. 
Оптимизация I. Уменьшение числа процессов сортировки . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.2. 
Оптимизация II. Апсайклинг пластмассовых отходов посредством  
смешивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.2.1. 
Дополнительные затраты на рециклинг ПЭНП-ПП . . . . . . . . . . . . . . . 115
6.2.2. 
Дополнительная выручка от рециклинга ПЭНП-ПП . . . . . . . . . . . . . . 118
2.2.3. 
Совокупная прибыль от оптимизации II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

6.3. 
Оптимизация III. Повышение степени повторной переработки . . . . . . . . . . . . 120
Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

7 . 
 Мировая ситуация с пластмассовыми отходами .  
Повышение возможностей рециклинга  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .124

7.1. 
Утилизация пластмассовых отходов в Европе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
7.2. 
Утилизация пластмассовых отходов в Китае . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.3. 
Прогнозы в отношении ситуации с пластмассовыми отходами . . . . . . . . . . . . . 141
Справочные материалы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

8 . 
Приложение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .145

8.1. 
Экономический анализ полигонного захоронения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
8.2. 
Экономический анализ энергетической утилизации отходов. . . . . . . . . . . . . . . 155
8.3. 
Экономический анализ рециклинга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
8.4. 
Оптимизация I. Уменьшение процессов сортировки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
8.5. 
Оптимизация II. Апсайклинг пластмассовых отходов посредством  
смешивания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

От авторов

Авторы книги хотели бы выразить благодарность профессору Тиму 
А. Освальду (Tim A. Osswald), вдохновившему нас на опубликование нашей 
работы. Также мы хотели бы поблагодарить студентов Центра полимерной 
инженерии университета Висконсин-Мэдисон за их помощь и поддержку, 
особую признательность хотелось бы выразить Клаудии Спикер, сотрудничавшей с нами при работе по теме деструкции в ходе многократных 
циклов повторной переработки, и Джирапа Кливер за поддержку в ходе 
исследований стратегий утилизации отходов.
Профессор Натали Рудольф выражает свою благодарность родителям, 
Эвальду и Габриэле, за постоянную поддержку на протяжении всей жизни, 
равно как и своему брату Майклу, который не только вдохновлял ее на работу, но и внес свой вклад в исследование целого ряда тем, представленных 
в настоящей книге. Особую благодарность Натали Рудольф выражает своему 
супругу, Кристиану Вольфу, который терпеливо помогал ей в ежедневной 
работе над настоящей книгой.
Рафаэль Кизель благодарит свою семью, родителей Сюзанну и Харальда, 
а также сестру Алису и брата Фабиана, за всестороннюю многолетнюю 
поддержку.
Он также хочет выразить свою признательность коллегам и друзьям — 
Тобиасу Бандемеру, Карстену Коху и Францу Рустижу за многочисленные 
партии игры в настольный теннис, которые позволили ему сбросить напряжение и набраться новых идей для работы над настоящей книгой.
Шуанчом Аумнате выражает признательность своей матери, Бунме, а также 
своим брату и сестре, Порнпимоль и Пхуминтру, за их неизменную любовь 
и постоянную неустанную поддержку. Особая ее благодарность адресована 
ее подруге Анчитхе, которая всегда поддерживала ее на различных этапах 
жизни. Также она выражает благодарность правительству Таиланда за финансовую поддержку во время ее учебы в США, что позволило ей принять 
участие в написании настоящей книги.

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Вступление

Уважаемый читатель — благодарим за приобретение этой книги, 
посвященной рециклингу пластмасс. Мы надеемся, что наши исследования помогут вам лучше понять эту тему. Имея различный уровень 
подготовки и находясь на различных этапах наших научных карьер, 
нас объединяет интерес к использованию наших знаний в деле распространения научных сведений с целью достижения пусть и самого 
малого, но постепенного прогресса.
Все началось во время моей работы в качестве доцента кафедры 
в университете Висконсин-Мэдисон, когда я обсуждал с новоиспеченной студенткой магистратуры возможность сотрудничества. У меня 
в голове было множество идей для книги, а моя должность позволяла 
мне наконец работать в излюбленном мне направлении. Шуанчом 
Аумнате хотела работать по теме рециклинга пластмасс. Я же со своей 
стороны считал, что мне следует подождать несколько лет, прежде 
чем приступать к этой теме, получить большее признание, а затем уже 
начать эту работу.
В действительности я уже не мог сопротивляться желанию начать 
работу над книгой, и мы стали пытаться сформулировать план такой 
работы. Нашей целью была задача сделать акцент на такой теме, которая может иметь важное значение и поможет разрешить определенные 
глобальные проблемы. Мы решили начать работу с проблем, связанных 
с пластмассовыми упаковочными материалами, так как доля таких 
упаковок в мире чрезвычайно велика, а также хотели исследовать необходимость сортировки — процесса, который в отношении типичных 
упаковочных материалов еще не является достаточно совершенным 
и, следовательно, ограничивает возможности рециклинга пластмасс.
Мы стали работать над темой смешивания типичных упаковочных 
материалов, таких как полипропилен и полиэтилен, что является альтернативой процессу сортировки, позволяющей увеличивать количество повторно перерабатываемых пластмасс. Для анализа полученных 
свойств материалов мы использовали как научные, так и промышленные испытания. Нашей целью было выявление перспективных 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Вступление
9

комбинаций и практических методов испытаний для проведения их 
последующего анализа.
Уже на самом раннем этапе работы мы осознали, что в дополнение 
к нашему техническому исследованию нам нужно было понимать 
финансовую выгоду от исключения процесса сортировки и сравнить 
полученные результаты с традиционным процессом рециклинга и другими стратегиями утилизации отходов. Мы смогли включить эту темы 
в наше исследование, когда Рафаэль Кизел, приехавший в университет 
Висконсин-Мэдисон в качестве стипендиата из Германии, согласился 
работать с нами по этой теме. Он обладает солидной технической 
подготовкой и сведениями в области бизнеса, которые позволяют 
охватить все требуемые аспекты в их комбинации. Вскоре после того, 
как Рафаэль подключился к нашей работе, нам всем стало понятно, 
что хочется представить проблемы рециклинга в комплексе — включая его технические, экономические и экологические преимущества 
и недостатки.
Сама идея книги родилась, когда мой коллега и наставник, профессор Тим. А. Освальд, присутствовал на защите Рафаэля при получении 
степени магистра и предложил нам опубликовать наш собственный, как 
ему казалось, очень интересный анализ в виде книги, которая сможет 
получить более широкую аудиторию. Мы так и сделали.
Мы собрали результаты нашего собственного анализа, дополнили 
их данными, полученными другими исследовательскими группами, 
и обобщили их в настоящей книге.
Книга начинается с общего обзора стратегий утилизации отходов 
и их долей на рынке США (главы 1 и 2). В главе 3 особый акцент делается 
на технических аспектах рециклинга для различных сфер применения 
и особых полимеров.
В главах 4 и 5 рассматриваются и сравниваются экономические 
(глава 4) и экологические (глава 5) аспекты ценности и затрат. Анализ демонстрирует преимущества рециклинга пластмасс, равно как 
и необходимые граничные условия для дальнейшего роста. В главе 6 
анализируются различные сценарии для повышения прибыльности, 
а смешивание пластмассовых материалов определяется в качестве 
подходящей стратегии.
Последнее, но не менее важное — данные по рынкам США представлены в контексте глобальных перспектив утилизации отходов, 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Вступление
10

в частности, в главе 7 в качестве примеров приведены сведения об 
утилизации отходов в Европе и Китае. Все данные и расчеты, представленные в настоящей книге и обобщенные в таблицах приложения 
в главе 8, могут быть скачаны в виде таблиц для удобства собственного 
анализа читателя и для их обновления в быстро меняющихся экономических условиях.
Таким образом, настоящая книга представляет сведения начального 
уровня для специалистов, принимающих решения в промышленности 
по производству пластмасс, равно как и для студентов, научных работников и специалистов отрасли, которые еще являются новичками 
в области рециклинга пластмасс.
Поскольку мы старались следовать нашим принципам, эта книга 
отпечатана на бумаге вторичной переработки. Надеемся эта наша 
работа покажется вам интересной.
Мэдисон, март 2017
 Натали Рудольф

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru