Technologia przetwarzania odpadów przekształca branżę higieny osobistej
Chłonne artykuły higieniczne, takie jak pieluchy dla niemowląt, podpaski i produkty pozwalające na radzenie sobie z problemem nietrzymania moczu u osób dorosłych, są niezbędne dla współczesnego społeczeństwa, ale ich popularyzacja stanowi poważne wyzwanie dla środowiska. Dzieje się tak dlatego, gdyż stanowią blisko 3–4 % ogółu frakcji stałej odpadów komunalnych, a co więcej, są uważane za odpady nienadające się do recyklingu, trafiające zwykle wysypiska lub do spalarni.
Trzytorowe podejście do gospodarowania odpadami higienicznymi
„Aby rozwiązać ten problem, w ramach finansowanego przez UE projektu EMBRACED powstał innowacyjny, jedyny w swoim rodzaju zintegrowany model biorafinerii, który przekształca odpady higieniczne w cenne materiały i produkty pochodzenia biologicznego”, zauważa Orsola Bolognani. To powtarzalne, opłacalne i zrównoważone środowiskowo podejście oparte na zasadach gospodarki o obiegu zamkniętym bierze pod uwagę trzy kluczowe aspekty. Po pierwsze, waloryzuje frakcję celulozową ze zużytych produktów higienicznych w celu wytwarzania bioproduktów i produktów biodegradowalnych. Po drugie, wykorzystuje podejście kaskadowe, w którym strumienie uboczne z procesów biotechnologicznych są waloryzowane w celu zwiększenia konkurencyjności kosztowej i maksymalizacji ekologii. Dodatkowo wdraża także zasady gospodarki o obiegu zamkniętym, zamykając obieg surowców i minimalizując wykorzystanie zasobów pierwotnych poprzez współpracę wszystkich zainteresowanych stron w łańcuchu wartości.
Inteligentne rozwiązania do zbierania i obróbki wstępnej
Kluczem do sukcesu tego modelu jest selektywna zbiórka odpadów higienicznych z gospodarstw domowych i instytucji. Zespół projektu EMBRACED wykazał skuteczność tej koncepcji poprzez pilotażowe kampanie testowe w Amsterdamie (Niderlandy), Paryżu (Francja) i Weronie (Włochy), wykorzystując inteligentne pojemniki do zbiórki odpadów z gospodarstw domowych oraz innowacyjną usługę bezpośrednią w placówkach opieki zdrowotnej. Na podstawie tych działań badacze projektu EMBRACED przeprowadzili analizy scenariuszy planów logistycznych wymaganych w celu zebrania niezbędnych surowców dla biorafinerii. „Pierwszym krokiem w procesie przetwarzania jest mechaniczna obróbka wstępna, która pozwala na odzyskanie trzech oddzielnych frakcji o wysokiej czystości do dalszej waloryzacji – celulozy, tworzyw sztucznych oraz polimerów o dużym poziomie pochłaniania”, zauważa Bolognani. Badaczom projektu EMBRACED udało się zwiększyć skalę obróbki i dostosować istniejący zakład obróbki wstępnej oraz opracować protokoły zapewniające wysoką jakość materiału.
Przekształcanie odpadów higienicznych w ekologiczne tworzywa sztuczne i nawozy
W ramach projektu EMBRACED zademonstrowano dwa innowacyjne łańcuchy wartości. „Łańcuch wartości A przekształca frakcję celulozową odzyskaną z odpadów higienicznych w cukry, które są następnie wykorzystywane do produkcji surowców na potrzeby biodegradowalnych i kompostowalnych biotworzyw”, wyjaśnia Bolognani. Zostały one dopuszczone do użytku w opakowaniach niespożywczych i ściółce. Organiczne produkty uboczne i koprodukty powstałe podczas procesu pomyślnie wykorzystano i dopuszczono do produkcji biogazu w procesie fermentacji beztlenowej oraz do produkcji wysokiej jakości kompostu do nawożenia i regeneracji gleby. „Łańcuch wartości B również rozpoczyna się od przekształcenia celulozy odpadowej w cukry, a następnie wykorzystuje ten surowiec w procesie biotechnologicznym do produkcji polihydroksymaślanu (PHB)”, stwierdza Bolognani. Ten łańcuch wartości skutecznie wykazał potencjał waloryzacji produktów ubocznych z procesu biotechnologicznego do formułowania roślinnych bio-nawozów i biostymulatorów. Co więcej, badacze ocenili możliwości wykorzystania polihydroksymaślanu w zastosowaniach medycznych i rozwoju biomateriałów, które wykorzystują właściwości biopolimeru w celu poprawy biodegradacji i szybkości rozpadu. „Projekt EMBRACED z powodzeniem wykazał potencjał przekształcania wcześniej nienadających się do recyklingu, pokonsumenckich odpadów higienicznych w cenne surowce, materiały i produkty o dużym potencjale rynkowym”, zauważa Bolognani. Dostępność odpadów higienicznych jako zrównoważonego, lokalnie pozyskiwanego surowca jest szczególnie istotna w obecnym klimacie gospodarczym, zwłaszcza biorąc pod uwagę pandemię COVID-19 i napięcia geopolityczne. „Pomimo wyzwań, takich jak zróżnicowane koszty energii i niejednolite przepisy, działania projektu EMBRACED są bardzo obiecujące dla rozwoju biorafinerii w Europie”, podsumowuje Bolognani.
Słowa kluczowe
EMBRACED, odpady higieniczne, biorafineria, chłonne wyroby higieniczne, gospodarka o obiegu zamkniętym, środki higieny osobistej, biodegradowalne, tworzywa sztuczne, nawozy