廢舊塑料的環(huán)境污染與資源化技術(shù)分析
作者:張曉麗 商平 崔崇威
評論: 更新日期:2012年06月09日
摘要:塑料具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨性好、經(jīng)濟實惠等優(yōu)點,因而在生產(chǎn)、生活中得到了廣泛的應(yīng)用。但塑料使用后會產(chǎn)生大量廢舊塑料污染環(huán)境。文中分析了廢舊塑料資源化的技術(shù)實施方法,提出解決廢塑料問題的主要途徑是回收利用,既解決環(huán)境污染問題,又使資源得到充分利用。
關(guān)鍵詞:廢塑料;再生利用;資源化
中圖分類號:TQ317.9文獻標識碼:B文章編號:1671-4962(2009)02-0033-03
由于塑料具有質(zhì)輕、價廉、強度高和容易加工等優(yōu)良性能,在生產(chǎn)和生活中得到了非常廣泛的應(yīng)用。與此同時,廢塑料造成的環(huán)境污染已成為全球性問題。塑料垃圾質(zhì)輕又體積龐大,它們被填埋后不分解,造成土地板結(jié),妨礙作物呼吸和吸收養(yǎng)分,使之減產(chǎn);殘膜中的有毒添加劑和聚氯乙烯會富集于蔬菜和糧食及動物體;在紫外線作用和燃燒時,它們排放出的CO、氯乙烯單體(VCM)、HCl、甲烷、NOx、SO2、烴類、芳烴、堿性及含油污泥、粉塵等污染水體和空氣,含氯塑料焚燒釋放二惡英等有害物質(zhì)[1,2]。
對廢塑料的處理越來越顯得迫切和必要。解決廢塑料問題的主要途徑是回收利用,包括回收和再生利用2種方法?;厥罩饕笍U塑料的集中、運輸、分類、洗滌、干燥等處理過程,只有先回收,才能再生或利用。再生利用的具體過程:制品→廢棄物→回收→再生制品→再廢棄物→回收→再生制品。
此外,推廣應(yīng)用可降解塑料也是一項有效的方法。可降解塑料是近年來開發(fā)研制出來的。降解塑料是在普通塑料中加入填充物質(zhì),增加其在自然環(huán)境中的降解能力。根據(jù)其降解方法不同,降解材料主要有光降解材料和生物降解材料2種。但是降解材料目前在某些性能方面不如普通塑料。此外,某些降解材料由于添加了其它物質(zhì)而不利于塑料的再生利用。
1塑料的種類
按塑料受熱所呈現(xiàn)的基本行為,塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料2大類。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi),能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化的塑料。如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯丙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。
按塑料的物理—力學(xué)性能和使用特性,分為通用塑料、工程塑料及功能塑料。
通用塑料的產(chǎn)量大、價格低、性能一般,是目前塑料垃圾的主要組成部分。它主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯丙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛樹脂(PF)和氨基樹脂等。
工程塑料一般是指可以作為結(jié)構(gòu)材料,能在較廣的溫度范圍內(nèi)承受機械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的材料,如聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PSF)等。
功能塑料是指人們用于特種環(huán)境的具有特種功能的塑料。如醫(yī)用塑料、光敏塑料等。
2廢舊塑料的物理回收與利用
塑料是由石油化工衍生的原料制成,目前它的產(chǎn)量以體積計已超過金屬材料的產(chǎn)量。除極少數(shù)塑料管、板材以外,90%的塑料制品使用壽命只有1~2a,造成廢塑料數(shù)量的急劇增加。對廢塑料的污染治理應(yīng)側(cè)重于回收、再生和綜合利用。
現(xiàn)階段,我國廢塑料回收技術(shù)仍然以物理回收為主,回收利用工序主要為收集、分類分離、清洗、干燥、破碎或造粒,經(jīng)過改性再加工制成適合市場需求的產(chǎn)品或與新料混合使用[3]。廢舊塑料回收再利用情況見表1。
表1廢舊塑料物理回收再利用的一些典型用途
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3廢舊塑料熱解油化技術(shù)
生活廢塑料通常采用熱解油化技術(shù)加以回收,即通過加熱或加入一定的催化劑使廢塑料分解,獲得聚合單體、柴油、汽油和燃料氣、地蠟等產(chǎn)品。廢塑料的熱解油化技術(shù)不僅對環(huán)境無污染,又能將原先用石油制成的塑料還原成石油制品,能最有效地回收資源。因此,廢塑料熱解油化就是以石油為原料的石油化學(xué)工業(yè)制造塑料制品的逆過程。
廢塑料熱解的產(chǎn)物:主要為C1~C14的燃料氣、燃料油和固體殘渣。
熱解溫度及難易程度:PE、PP、PS、PVC等熱塑性塑料當加熱到300~500℃時,大部分分解成低分子碳氫化合物,其中,PVC加熱到約200℃時發(fā)生脫氯反應(yīng),進一步加熱發(fā)生斷鏈反應(yīng)。
酚醛樹脂,脲醛樹脂等熱固性塑料則不適合作為熱解原料;PEP、ABS樹脂含有氮、氯等元素,熱解時會產(chǎn)生有害氣體或腐蝕性氣體,也不適宜做熱解原料;PE、PP、PS只含有C和H,熱解不會產(chǎn)生有害氣體,它們是熱解油化的主要原料。如PE熱解所的原料油的熱值和C、H、N含量與成品油基本相同。