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    塑料固體廢棄物的處理

       日期:2017-01-06     來源:土木在線論壇    瀏覽:46    評論:0    

      用石油和煤為原料生產塑料來替代天然高分子材料,曾經歷了一條艱難的歷程,整整一代杰出的化學家為實現目前塑料所具有的優良理化特性和耐用性能付出了辛勤的勞動。塑料以其質輕、耐用、美觀、價廉等特點,取代了一大批傳統的包裝材料,促成了包裝業的一場革命。但是出乎人膠預料的是,恰恰是塑料的這些優良性能性制造了大量耐久不腐的塑料垃圾。用后大量丟棄的塑料包裝物已成為危害環境的一大禍害,其主要原因就是這些塑料垃圾難以處理,無法使其分解并化為塵土。在現有的城市固體廢棄物中,塑料的比例已達到15%-20%,而其中大部分是一次性使用的名類塑料包裝制品。塑料廢棄物的處理已不僅是塑料工業的問題,現已成為公害國際社會的廣泛關注。

      為了適應保護地球環境的需要,世界塑料加工業研究出許多環保新技術。在節省資源方面,主要是提高產品耐老性能、延長壽命、多功能化、產品適量設計;在資源再利用方面,主要是研究塑料廢棄物的高效分選,分離技術、高效熔融再生利用技術、化學回收利用技術、完全生物降解材料、水溶性材料、可食薄膜;在減量化技術方面,主要是研究廢棄塑料壓縮減容技術、薄膜袋裝容器技術,在確保應用性能的前提下,盡量將制品薄型化技術;在CFC代用品的開發方面,主要是研究二氧化碳發泡技術;在替代物的研究方面,主要是開發PVC和PVDC代用品。

      在城市塑料固體廢棄物處理方面,目前主要采用填埋、焚燒和回收再利用三種方法。因國情不同,各國有異,美國以填埋為主,歐洲、日本以焚燒為主。采用填埋處理,因塑料制品質大體輕,且不易腐爛,會導致填埋地成為軟質地基,今后很難利用。采用焚燒處理,因塑料發熱量大,易損傷爐子,加上焚燒后產生的氣體會促使地球暖化,有些塑料在焚燒時還會釋放出有害氣體而污染大氣。采用回收再用的方法,由于耗費人工,回收成本高,且缺乏相應的回收渠道,目前世界回收再用僅占全部塑料消費量的15%左右。但因世界石油資源有限,從節約地球資源的角度考慮,塑料的回收再用具有重大的意義。為此,目前世界各國都投入大量人力、物力,開發各種廢舊塑料回收利用的關鍵技術,致力于降低塑料回收再用的成本的開發其合適的應用領域。

      一. 回收熱能法
      
      大部分塑料以石油為原料,主要成分是碳氫化合物,可以燃燒,如聚苯乙烯燃燒的熱量比染料油還高。有些專家認為,把塑料垃圾送入焚化爐燃燒,可以提供采暖或發電的熱量,因為石油染料86%都直接燒掉了,其中只有4%制成了塑料制品,塑料用完以后再送去當熱能燒掉是很正常的,熱能使用是塑料回收的最后方法之一,不容輕視。但是許多環保團體反對焚燒塑料,他們認為,焚燒法把亂七八糟的化學品全部集中燃燒,會產生有毒氣體。如PVC成分中一半是氯,燃燒時放出的氯氣有強烈的侵蝕破壞力,而且是引起惡英的元兇。

      目前,德國每年有20萬噸的PVC垃圾,其中30%在焚化爐里燃燒,燒得人心惶惶,法律不得不對此擬定對策。德國聯邦環境局已規定所有的焚化爐都必須符合每立方米廢氣值低于0.1ng(納克)的限量。德國的焚化爐空氣污染標準雖然已經屬于世界公認的高標準,但仍然沒有敢說燃燒方法不會因機械故障放出有害物質,所以可以預見,各國環保團體仍將大力反對焚化法回收熱能。

      二. 分類回收法
      
      作為塑料回收,最重要的是進行分類。常見的塑料有聚苯乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚氨酯等,這些塑料的差別一般人很難分辨。現在的塑料分類工作大都由人工完成。最近機器分類有了新的研究進展,德國一家化學科技協會發明以紅外線來辨認類別,既迅速又準確,只是分揀成本較高。

      三. 化學還原法
      
      研究人員開始設法提煉出塑料內化學成分以便再利用。所采用的工藝方法是將聚合物的長鏈切斷,恢復其原有的性質,裂解出的原料可用來制作新的塑料。有些方法是通過加入化學元素促使相結合的碳原子化學裂解,或是加入能源促成其熱裂解。

      德國拜爾公司開發出一種水解式化學還原法來裂解PUC海綿墊。試驗證明,化學還原法在技術上是可行的,但它只能用來處理清潔的塑料,例如生產制造過程中產生的邊角粉末和其他塑料廢料。而家庭里使用過的沾染上其他污物的塑料,就很難用化學分解法處理。這種還原法的應用,要到21世紀才會大量利用水解法處理廢料。一些新的化學分解法還在研究過程中,美國福特汽車公司目前正在將酯解法運用于處理汽車廢塑料件。

      美國倫塞理工學院研制出一種可分解塑料廢棄物的溶液,將這種已申請了專利的溶液和6種混合在一起的不同類型的塑料一起加熱。在不同的溫度下,可分別提取6種聚合物。實驗中,將聚苯乙烯塑料碎片和有關溶液在室溫條件下混合成溶解態,將其送入一個密封的容器中加熱,再送入壓力較低的“閃蒸室”中,溶液迅速蒸發(可回收再手),剩下的就是可再次利用的純聚苯乙烯。

      據稱,研究所用的提純裝置,每小時可提純1kg聚合物。紐約州政府與尼加拉.摩霍克電力公司正打算聯手建造一座小規模試驗性工廠。投資者聲稱,該廠建成后,每小時可回收4t聚合物原料。其成本僅為生產原料的30%,具有十分明顯的商業價值。

     
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