廢棄塑料的回收和利用陳樹（深圳市鴻業(yè)工程建設(shè)監(jiān)理公司深圳黃翔峰李春鞠（同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院上海200092）被淘汰；焚燒法可以回收大量熱能用于供熱或發(fā)電，但管道、設(shè)備腐蝕，尾氣污染問題有待解決；目前一些再生技術(shù)可以變廢為寶，以廢棄塑料生產(chǎn)化工原料、燃油、涂料、建材等，而且產(chǎn)生的二次污染少，因此越來越受到重視。在廢棄塑料的資源化過程中，廢棄塑料的回收和預(yù)處理是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
1前言塑料具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良性能，可以替代金屬、木材、紙張、坡璃等，應(yīng)用廣泛。近年來，由于石油工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，塑料產(chǎn)量猛增。與此同時(shí)，由于塑料的老化性，塑料制品使用周期短，而且由于地膜、一次性餐具等的大量使用，許多塑料制品尚未老化便被丟棄，因而許多廢棄塑料進(jìn)入城市固體垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廢棄塑料量約占塑料產(chǎn)量的70%，占城市垃圾的10%.而目前，全世界每年塑料回收量僅占消耗量的2~3%.由于廢棄塑料難以生物降解，當(dāng)他們與其他垃圾一起填埋時(shí)，既破壞了土壤結(jié)構(gòu)，又占據(jù)了土地，帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。為此，世界各國便開始致力于廢棄塑料的處理。
2廢棄塑料的處理和利用目前，國內(nèi)外廢棄塑料的處理主要有3種方式：焚燒、衛(wèi)生填埋和再生利用。
2.1衛(wèi)生填埋衛(wèi)生填埋無需從垃圾中分離塑料，從廢棄物的收集到處理都十分的簡單，而且投資小，因此是目前世界上普遍采用的方法，但由于塑料無法被生物降解、填埋場地日趨緊張和資源面臨枯竭等原因，填埋法處理塑料逐漸被淘汰，取而代之，廢棄塑料的資源化利用。
2.2焚燒焚燒也是一種資源化途徑。通過燃燒，廢棄塑料可產(chǎn)生大量熱能并大幅度減容，減少了填埋時(shí)對環(huán)境的危害。廢棄塑料與其他垃圾相比，具有很高的熱值，發(fā)熱量約8000~9000Kj/kg，高于煤而略低于重油；而且廢棄塑料中灰分低，燃燒速度快；含硫量很低，不存在二氧化硫污染問題。國外以之代替煤或油用于高爐噴吹和水泥回轉(zhuǎn)窯或者制成垃圾固型燃料用于發(fā)電，收到很好的經(jīng)濟(jì)效益。例如德國不萊梅鋼鐵公司投產(chǎn)的7萬T/年的高爐噴吹廢棄塑料粒裝置，每年可代替重油7萬T，僅此一項(xiàng)2年便收回投資。另外，回收和生產(chǎn)廢棄塑料粒的成本僅為填埋處理費(fèi)的1/2，具有較好的節(jié)能效果和社會效益。由于廢棄塑料中含有較多氯的成分，采用一般垃圾焚燒處理時(shí)，所產(chǎn)生的氯化氫氣體會腐蝕鍋爐和管道，并且尾氣中含有呋喃、二惡英等污染物。為此必須控制廢棄塑料中含氯量或凈化尾氣。此外，美國開發(fā)的RDF技術(shù)（垃圾固形燃料）也是中揚(yáng)長避短的方法。RDF技術(shù)即將廢棄塑料與廢紙、木屑、果殼和下水污泥等其他可燃垃圾混雜，制成發(fā)熱量500Kj/kg、均勻粒度的固形燃料、以稀釋氯，并能提高發(fā)電效率，而且便于貯存、運(yùn)輸，可代替煤供應(yīng)鍋爐和工業(yè)窯爐使用。在日本，由伊騰忠商事和川崎制鐵合資的資源再生公司，已批量生產(chǎn)RDF，使垃圾發(fā)電站蒸汽參數(shù)由小于300*C提高到450*C左右，發(fā)電效率由原先的15%提高到20 ~25%，顯著提高了發(fā)電效率。對于污染程度嚴(yán)重，品種混雜，含雜質(zhì)較多的廢棄塑料，這是一種較為簡單的回收利用方法。
2.3再生廢棄塑料的再生利用范圍很廣。目前常用的技術(shù)有以下幾種：熔融再生?；厥盏膹U棄塑料經(jīng)粉碎、清洗等預(yù)處理后，進(jìn)行熔融，擠出成型或造粒成為新的塑料制品和塑料加工原料。對于混合廢棄塑料，有的須分離后再生；性能相近的，可通過加入添加劑提高互溶性而再生。廢棄塑料經(jīng)凈化后可壓制成公園花壇圍欄、長條板凳等；或分類凈化后生產(chǎn)成各種顆粒作為原料，再生產(chǎn)出外觀漂亮的塑料制品。我國周口農(nóng)膜廠在此方面已取得階段性研究成果。該廠將廢棄塑料經(jīng)過濾、精選、分級、破碎、造粒、出膜等過程生產(chǎn)出農(nóng)用薄膜。但目前，在我國從事廢棄塑料再生利用的主要為鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備簡陋，技術(shù)簡單落后，回收塑料不加清洗，致使廢棄塑料中含有大量雜質(zhì)，加工時(shí)導(dǎo)致塑料老化機(jī)械性能下降，因而再生塑料外觀、質(zhì)量不佳，降低了其性能和使用價(jià)值。
熱解制燃料。將塑料加熱時(shí)，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或其混合物能分解成低分子烴的混合物，經(jīng)重整后得到不含硫的汽油餾分（占60%）煤油餾分及部分氣體。1kg這樣的塑料可以產(chǎn)生1L油品和少量殘?zhí)俊５旌纤芰现泻芯勐纫蚁┗駻BS塑脂時(shí)，需先加熱至一定程度使之放出氯化氫和含氰氣體，加以吸收處理后，在繼續(xù)加熱升溫或通過催化劑分解得到油和氣。目前具體技術(shù)有3種：①在無氧情況下650~850*C單純熱分解，可得到50%的液體燃料；②經(jīng)400*C左右熱分解后，再通過200*C催化柱進(jìn)行接觸熱分解，液體燃料可達(dá)80%；③氫化還原法。在15~30mpa壓力，470*C下，廢棄塑料在氫氣中發(fā)生反應(yīng)，生成一種含60%鏈烷烴、30%石腦油、1%芳香烴的合成油。歐洲各國和日本對廢棄塑料的油化處理十分重視，進(jìn)行了大量研究和試驗(yàn)，并已有許多較大規(guī)模實(shí)踐。以德國重伯油公司10T/d試驗(yàn)裝置為例，混合廢棄塑料在600~800*C和1000*C下加熱30min，可分解出35~58%的柴油和23~40%的煤氣。近年來，我國在此方面也有所研究。撫順和石油學(xué)院研制出的FZ―W型廢棄塑料裂解催化劑，不僅成本低、活性高、再生性強(qiáng)、壽命長，還可抑制幾種不需要的副反應(yīng)，使產(chǎn)品回收率達(dá)到70~ 81%.北京雙新技術(shù)交易公司科研人員，利用農(nóng)膜、塑料編制袋、食品袋、快餐盒、飲料瓶、泡沫塑料等塑料廢棄物，生產(chǎn)汽油和柴油，經(jīng)國家級檢驗(yàn)中心檢測，其品質(zhì)優(yōu)于《GB484*89》70號汽油標(biāo)準(zhǔn)和《GB252―87》零號柴油標(biāo)準(zhǔn)；而且每1.43T原材料可生產(chǎn)汽、柴油1T（各占50%）轉(zhuǎn)化率為70%以上，生產(chǎn)成本僅1200~1400元*T.氣化法。他的優(yōu)點(diǎn)在于能將城市垃圾在一條線上加工，無需分離塑料。但操作需要高于熱解法。溫度高于900C壓力要達(dá)到6Mpa在德國西門子公司開發(fā)的城市垃圾氣化系統(tǒng)中，未分類城市垃圾在450C旋轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行熱解。每噸城市垃圾能產(chǎn)生655kg合成氣和345kg固體，經(jīng)去除坡璃、石頭和金屬后，剩余部分與汽油一起進(jìn)入1300C的焚化爐，所產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電，每小時(shí)產(chǎn)生350kw熱能，越來越多諸如此類的垃圾氣化工程正在德國各地興建。
除了以上方法，廢棄塑料還可作為原材料，用以合成涂料、建材等其他化工產(chǎn)品。我國雞西市職工大學(xué)的楊波等曾介紹一種以廢棄泡沫塑料制取建筑涂料的方法，簡單易行，而且技術(shù)可靠且有很好的經(jīng)濟(jì)效益。適用于中小型企業(yè)回收利用泡沫塑料。
另外，以廢棄聚乙烯塑料為原料，添加其他化工原料，還可生產(chǎn)出防水嵌縫用的塑料油膏、防水耐低溫油氈、防水卷材、拼裝地板、母質(zhì)塑料板材、人造板材、塑料磚等新型建筑材料。對此國內(nèi)也有了成熟技術(shù)。然而與前述方法相比，以廢棄塑料生產(chǎn)新材料雖然能變廢為寶，達(dá)到資源化的目的，卻仍面臨再次廢棄后的處理與處置問題，而且由于添加了其他化工原料，這些難以降解的新材料可能比廢棄塑料更難處理或處置，因此需要進(jìn)一步研究這些新型材料的再生利用或處置出路。
3廢棄塑料的回收和預(yù)處理在廢棄塑料的資源化過程中，關(guān)鍵的環(huán)節(jié)不是再生工藝，而是廢棄塑料的回收和預(yù)處理。因?yàn)榇蠖鄶?shù)再生利用技術(shù)對廢棄塑料種類、雜質(zhì)含量等有一定的要求，如果不能滿足就無法收到良好的經(jīng)濟(jì)效益。尤其在我國，垃圾分類收集程度很低，廢棄塑料回收及預(yù)處理已成為其再生利用發(fā)展的控制步驟。
在廢棄塑料收集和回收方面，國內(nèi)外尤其是德國有許多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。德國法律強(qiáng)令要求在1995年前實(shí)現(xiàn)塑料包裝物64%的回收利用率。而且德國城市垃圾分類收集之細(xì)致全面堪稱全球楷模。城市垃圾被分為紙類垃圾、包裝垃圾和廚余物3大類加以收集。這樣就給后續(xù)垃圾分類處理帶來很大方便，也使得諸如塑料、紙張、坡璃等可回收利用的物資能夠較為方便地回收。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996年全德國僅包裝垃圾便回收550T，占包裝物總量的86%，其中塑料包裝回收率達(dá)到68%.一些再生技術(shù)，要求對塑料進(jìn)行一定程度的分離。這是難以在收集過程得到實(shí)現(xiàn)的，必須借助一定的機(jī)械設(shè)備。目前常用的分離方法有重力浮選法、高壓靜電法、X射線法。重力浮選法是以水為介質(zhì)，利用各種塑料密度差異進(jìn)行分離。
例如聚乙烯和聚丙烯的比重小于1.0，聚氯乙烯和聚苯二甲酸乙二醇脂比重大于1.3，聚苯乙烯密度在1.0~1.1之間。高壓解電法是將洗凈干燥的8cm以下混合塑料切片互相摩擦后，根據(jù)不同品種塑料所帶不同電荷加以分離。聚氯乙烯中含有氯，可對X射線發(fā)出熒光，從而被檢出，因此可用X射線檢出大塊塑料。對于物理性質(zhì)相似的塑料，用一種方法有時(shí)難以達(dá)到分離要求，可以將幾種方法串聯(lián)組合起來。此外，近年來又開發(fā)出近紅外光分離，水力旋風(fēng)分離、溶劑分離等新分離技術(shù)。
4結(jié)束語廢棄塑料從收集到回收利用的過程面對的不僅僅是技術(shù)上的難題，可能更多的是人們環(huán)境意識的淡薄和環(huán)境管理的不完善。固體廢棄物處理尤其是資源化利用，必須輔以政府干預(yù)和公眾環(huán)境教育，才能使目前許多技術(shù)得以實(shí)際應(yīng)用并推廣開來。廢棄塑料僅僅是城市固體廢棄物中為數(shù)不多的一部分可回收物資，它的再用技術(shù)雖具有一定的特殊性，但其再用的思路與其他可利用廢棄物資具有共同點(diǎn)。希望在全社會呼喚消滅“白色污染”的呼聲下，廢棄塑料再生利用能由研究報(bào)告、設(shè)計(jì)圖紙走向大規(guī)模的生產(chǎn)實(shí)踐，并以此帶動(dòng)城市垃圾分類收集程度的提高，帶動(dòng)越來越多的廢棄物資走上再生利用的道路！
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