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废塑料处理技术及综合利用研究

时间:2019-12-21 18:49:35  来源:  作者:  浏览量: 1
简介:   前言80年代开始,我国农业生产就使用塑料薄膜。90年代各种塑料袋、一次性餐具和塑料包装的广泛使用,使我国塑料用量大增。迄止1998年,我国塑料产量已达692.58万t,另外还进口

  前言80年代开始,我国农业生产就使用塑料薄膜。90年代各种塑料袋、一次性餐具和塑料包装的广泛使用,使我国塑料用量大增。迄止1998年,我国塑料产量已达692.58万t,另外还进口约650万t,总计国内塑料消费量高达1300多万t.如此大的塑料用量,在方便城市人们生活和增加农作物产量的同时,也产生了大量的废旧塑料,引发了严重的生态环境问题白色污染。

  造成白色污染“的塑料制品大多是聚烯烃材料,极少是由可降解材料制成。由于其化学稳定性极好,自然降解需百年以上。因此,随着塑料制品特别是塑料包装物和塑制一次性快餐盒的日益增加,势必加剧环境污染和生态破坏。当今,白色污染”已引起了世界各国政府的广泛关注和环保科研工作者的极大重视,治理白色污染“已刻不容缓,而解决这一难题的关键是如何对废弃塑料进行处理和回收利用。

  废塑料处理技术与利用途径及其存在的问题对废塑料的单一处理利用是现行废塑料处理的主要方式。随着社会经济的发展,城市生活垃圾的成分趋于复杂,而废塑料通常与城市其他生活垃圾共存,因此单一的处理利用方式根本不能满足经济、社会和环境协调发展的需要。

  废塑料处理技术卫生填埋由于城市生活垃圾中废塑料及无机物比例含量高,堆肥的成本增加,很难推广应用,因而城市垃圾大部分进行填埋。与其他方法相比,卫生填埋法具有建设投资少、运行费用低和回收沼气等优点,成为现在世界各国广泛采用的废塑料最终处理方法。在填埋过程中只要合理调度,操作机械化,可以大幅度减少处理费用。但有资料表明:塑料垃圾袋经过23天的填埋后,袋内的生活垃圾新鲜如初,果皮也仅仅腐烂。这说明客观上可降解塑料在环境中没有表现出明显的降解性,塑料垃圾袋起到了一定的保鲜“作用。而且目前填埋作业不规范、技术水平低,填埋场产生的渗滤液污染地下水、大气和土壤。同时该法填埋了大量可利用的废塑料,这与可持续利用背道而驰。由于无论采用何种工艺技术处理城市生活垃圾,最后都含有一定数量的残渣,需要进行填埋,填埋将与垃圾处理长期共存。因此,建议填埋时先对废塑料及其包装物进行破碎,填埋已经综合利用和综合处理后的垃圾残余物。

  2.1.2焚烧处置焚烧处置的处理量大、减量性好、无害化彻底并可回收热能,因此被各国普遍采用。随着城市生活垃圾中废塑料比重曰益增加,焚烧回收热能、发电的可能性越来越大,因此,焚烧应用范围越来越广。但是我国目前还没有专一的塑料焚烧炉,焚烧的稳定性差,产生成分复杂的废气和大量含毒性极强的污染物,如多氯二苯并二恶英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFS)。而且焚烧法投资大,设备损耗和维修运转费用高。

  2.2废塑料回收利用技术2.2.1废塑料物理处理法目前废塑料的物理处理法主要是通过热融或溶剂溶解进行再生产,优点是基本不破坏塑料的化学结构,二次污染少,但要求塑料的成分单一。当前尚未完全实行垃圾分类投放,做到塑料单一是不可能实现的。如比利时Brake高级回收技术部研制的一种新型塑料处理机ET/1型注塑机,能够把几乎所有的单一废塑料加工成各种形状的线形模制品。林金火等通过大量实验得出用邻苯二甲酸二丁酯(D0P)作改性剂制得防腐涂料有较好的物理机械性能、耐化学腐蚀性,但生产防腐涂料的温度和生产过程中加入的改性剂(D0P)用量严格,改性剂不易配置,因而难于控制,在实际应用中很难推广。

  2.2.2废塑料热分解技术废塑料热分解是将废塑料置于无氧或低氧条件下高温加热使其分解,进行再生产的回收利用技术,如废塑料热分解生产柴油和汽油技术。但该技术需要较高的垃圾和塑料分离分选技术,而我国目前垃圾分类水平低,混合塑料分选分离技术更是落后,基本尚未涉足。我国目前可以采用废塑料直接油化法制取无铅汽油和柴油。废塑料不必清洗和分选,而直接进行油化,生产的无铅汽油和柴油具有较强的市场竞争力。此技术投资小,尤其在我国一些缺油地区原料和产品销路不成问题。但该技术工艺流程较为复杂,操作较困难,不能进行规模化生产。

  废塑料热裂解技术在废塑料热裂解方面,专家、学者认为熔化的塑料粘稠流动性、导热效果差,需较长的裂解时间及裂解后的焦炭粘附反应器壁等原因,热裂解过程不能真正实现连续化。利用现有的工业装置,如渣油的延迟焦化装置,在较长的裂解时间下,用间歇式反应器处理废塑料或掺兑处理是一种捷径。另外他们对聚乙烯塑料热裂化时的温度、压力和时间影响下及不同反应条件下产物的碳数分布、馏分变化等进行了研究,获得了适合生产柴油馏分热裂解的反应条件:温度475%,常压或低压,反应时废塑料制取胶粘剂废聚苯乙烯属于非晶态的线形化合物,它能溶于多种非极性的有机溶剂,将废PSF溶于有机溶剂制成PS的树脂胶,以该胶为中间体生产多种胶粘剂。该技术生产过程虽然简单,但是加热搅拌时间和增塑剂性能要求高,在一般情况下很难满足其要求。采用种子乳液聚合方法,将聚苯乙烯作为种子制得核-壳聚合物乳液。由于该方法以水为分散介质,因而它作为胶粘剂不会对环境造成新的污染。但在实际聚合过程中发现PSF的加入使聚合速度加快,容易出现凝胶现象,而且聚乙烯醇(PVA)的用量及反应时间、温度对聚合物乳液的稳定性影响大,不易推广。

  2.3废塑料其他处理利用方法目前国内外废塑料还有其他处理利用方式:把废塑料粉碎后作为一种燃料添加剂;把废塑料与其他物质混合做成绿色建材;通过摩擦生热,使废塑料熔融,减少体积,作为辅料;废塑料作土壤松疏剂和改良剂等。

  总之,现行各种废塑料的处理技术和利用途径都有其优点和缺点,不能独立实现废塑料处理资源化、减量化和无害化的目的。因此,废塑料处理和利用应向多样化的处理方式和多渠道的利用方式发展,在提高垃圾分类水平、完善废塑料分离分选技术的前提下,实现废塑料的综合处理和综合利用。

  实现废塑料综合处理和综合利用的对策综合处理和综合利用能达到废塑料处理的资源化、减量化、无害化的目的,是实现社会、经济和生态可持续发展的重要保证。因此,实现废塑料的综合处理和综合利用,才能根治白色污染,保护生态环境,走上可持续发展道路。下面就其如何实现废塑料综合处理和综合利用提出了相应对策。

  加强政府环境意识,提高全民环保素质,树立可持续消费观念治理白色污染“是一个庞大的系统工程,需要各部门、各行业的共同努力,需要全社会在思想和行动上的共同参与和支持。因此,首先要加强政府的环保意识,并且各级政府应在政策和财政上给予大力支持。同时,还应加强对广大居民日常行为的环保引导教育,提高全民环保素质,加强废塑料综合处理宣传教育,不断增强全民废塑料分类意识,树立可持续消费观念。只有这样,即在加强政府环境意识、提高全民环保素质和树立可持续消费观念的前提下,全民动员起来保护环境是实现废塑料综合处理和综合利用的基础,是治理白色污染”、保护生态环境的根本保证。

  制定法规,加强管理在一定的经济条件下,政府可以制定环境保护与经济发展相协调的塑料废弃物管理法》和包装管理条例》等法规,形成一套完善的塑料废弃物管理体系。其主要内容包括:尽量减少废弃塑料的产生,如开发节约原料的技术和重复使用包装;废弃塑料的循环利用和资源化;通过改进废弃塑料的收集、运输和处理技术,提高废弃塑料管理的环境无害化水平以及减少二次污染物的产生等。在严格执法的基础上,把主管部门的行政职能和行业自律结合起来,因地制宜,创造性地开展管理工作。

  优化规划,合理分配资金与技术以经济与环境协调发展为原则,运用环境规划优化方法,同时瞻前顾后、统筹兼顾,充分考虑技术、资金与塑料处理利用、控制环境污染等的关系,做到经济建设和环境保护同步规划,实现经济效益、社会效益和环境效益的统一。首先明确各规划期废塑料需焚烧、填埋和回收循环利用的数量,然后根据废塑料综合处理和综合利用量来确定各时期各种设施的需求量,确保资金、技术的合理分配和利用。

  开发引进先进技术设备,提高废塑料分选技术水平垃圾分类与废塑料分选是实现废塑料资源化、无害化的基础,为更有效、更经济地采用各种处理利用方法提供可能。环境中废塑料成分复杂,常常混有金属、沙土等其他垃圾,因此不仅应将废塑料从杂物中分离出来,同时,不同种类的废塑料也应归类才能满足回收利用的要求。垃圾源头分类收集是将废塑料从其他垃圾中分离出来的有效途径,废塑料进一步分离分选的方法有机械分选和人工分选。对于产量大,成分复杂的废塑料,采用分选设备可大大降低分选的作业强度。但由于资金和技术方面的原因,我国塑料分选设备的开发利用较晚,才刚刚起步,多靠人工分拣。塑料分拣的工作强度与难度较大,是制约废塑料综合处理和利用的一个重要因素。因此,加强先进设备的研究开发和加快引进适合我国废塑料处理的先进设备和技术,是我国废塑料综合处理及综合利用的前提条件。

  大力开发引进废塑料资源化的高新技术由于目前我国废塑料处理利用技术还不完善,在一定的经济技术的基础上可以引进国外适合我国国情的先进技术和设备,提高我国塑料综合处理和回收循环利用水平。例如化学修饰、生物工程、绿色化学等新方法、新手段和新观念处理利用废塑料,达到资源化的目的。

  废塑料的收集、处理及回收利用产业化制定有利于废塑料收集、分类分选、处理和综合利用的产业化政策与制度,建立废塑料收费制度,把废塑料收运处理利用的设施建设和运行的经济、社会和环境效益推向社会,走向市场化、产业化道路。另外,也可借鉴国外的经验和作法,如建立类似德国的二元系统公司(DSD)。DSD的任务是在全国建立起一个面向家庭和小型团体用户的包装回收、分类和再循环的体系。它是一个完全非盈利的组织,其运作资金来源于向生产厂家授予绿色标志时收取的注册费和成立系统配套废弃物回收公司等进行有偿服务。其宗旨是避免和减少包装废弃物的产生,注册费的依据是包装的总质量、使用材料的种类及与体积和占地面积相关的附加费。

  结语废塑料有很多处理技术和回收利用途径,消除白色污染“也有各种处理处置、回收利用技术,关键是在回收和利用之间的有利于利益均衡的机制的基础上,引导和加强废塑料的综合处理和综合利用。一旦废塑料综合处理和综合利用方式取代目前单一的处理利用方式,根治白色污染”也就为期不远。

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