【文章內(nèi)容簡介】 廢塑料質(zhì)量輕、體積大且不易生物降解，垃圾填埋時占用了較多的空間，而且容易引起填埋場火災(zāi)。三、由于塑料中含有較多添加劑，如填充劑、穩(wěn)定劑、塑化劑、增強劑等，其中一些塑料中含有重金屬，易造成環(huán)境污染。解決廢舊塑料對環(huán)境的影響，目前主要從兩個不同的方面著手：一方面是對廢舊塑料進(jìn)行后置處理，主要方法包括填埋和資源化再生；另一方面是從源頭做起，通過減量和重復(fù)使用減少廢舊塑料的產(chǎn)生量，以及采用可降解塑料生產(chǎn)不易回收再利用的短期和一次性使用的塑料制品，使其在完成使用功能后，在環(huán)境中自行分解。由于塑料填埋的諸多弊端，廢舊塑料的資源化再生是治理“白色污染”的主要發(fā)展方向。但主要是由三點原因限制了塑料再生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：①塑料種類較多、性質(zhì)不同、成分各異，很難采用一種單一模式進(jìn)行集中處理；②由于廢舊塑料多存于垃圾之中，雜質(zhì)較多，塑料分離步驟比較復(fù)雜，分離成本較高；③塑料質(zhì)量輕、體積大，收用成本較高。對廢舊塑料的管理主要是垃圾源頭管理和包裝廢物管理。廢舊塑料分選的目的是清除廢舊塑料中的金屬、沙石、織物等雜物,并把混雜在一起的不同種類的塑料制品分開、歸類。．我國塑料制品生產(chǎn)與使用情況塑料制品作為三大合成材料之一,具有眾多優(yōu)點,廣泛運用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防建設(shè)和人們的日常生活中。 我國塑料制品的生產(chǎn)情況 我國是世界上十大塑料制品生產(chǎn)國之一。據(jù)統(tǒng)計。其中我國塑料產(chǎn)量約為370萬噸。1995年，全國塑料產(chǎn)量增至519萬噸，進(jìn)口量增至近600萬噸，共計達(dá)1119萬噸。比1992年翻了一番。1996年全國塑料生產(chǎn)和進(jìn)口達(dá)到1514萬噸，其中薄膜產(chǎn)量約為241萬噸。隨著塑料生產(chǎn)量的增加，塑料包裝材料的比率也在迅速增加。據(jù)資料介紹，1990年國內(nèi)包裝用塑料為95萬噸，到1995年增至211萬噸，%，是世界平均增長率的兩倍。這些廢舊塑料被棄于環(huán)境中。有關(guān)資料表明，我國塑料回收量1980年為24萬噸，1994年為73萬噸，1996年為95萬噸，廢舊塑料的回收率呈明顯的下降趨勢?；厥章蕪?980年的20%下降至1994年的10%。再生利用率從1980年的20%下降至1994年的15%。我國塑料工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，已步入世界塑料大國的行列。2001年，我國合成樹脂已名列美國、德國、日本之后居第四位，總產(chǎn)量達(dá)1204萬噸，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了社會消費的需求，進(jìn)口合成樹脂達(dá)1426萬噸，進(jìn)口廢塑料223萬噸，創(chuàng)歷史進(jìn)口最高記錄。因而2001年全國塑料表觀消費量為2400多萬噸，人均超過18公斤。塑料已成為人類社會生活中不可缺的生產(chǎn)資料和生活資料，塑料制品生產(chǎn)與應(yīng)用發(fā)展走勢很好，增幅保持兩位數(shù)。 　　 我國每年產(chǎn)生的廢棄塑料量約為500萬噸左右，由于塑料具有耐腐蝕、不易分解特性，尤其是一次性塑料包裝廢棄物、塑料農(nóng)地膜被人們隨意丟棄而造成的視覺污染，即所謂的“白色污染”，以及廢塑料對環(huán)境造成的潛在危害，已成為我國社會各界關(guān)注的環(huán)境問題。而它的這一特性以及在垃圾中重量小、體積大，決定了它的最終處置不宜填埋，但它是熱值很高的大分子材料，回收利用符合我國可持續(xù)發(fā)展的基本國策，也能充分利用其內(nèi)在價值，并節(jié)約資源，保護環(huán)境。正確處理發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系，合理利用自然資源是21世紀(jì)提出的迫切要求。隨著我國塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，廢棄塑料再生利用越來越成為我國資源再生和環(huán)境保護事業(yè)的一個重要方面。 　　 我國在塑料材料稀缺時就十分注重回收利用，為我國的經(jīng)濟騰飛做出過貢獻(xiàn)。目前，全國各地已形成大大小小的廢塑料加工、經(jīng)營集散地十幾處，交易額大都在幾個億以上，呈蓬勃發(fā)展之勢，為農(nóng)村富裕勞動力提供了就業(yè)、致富的門路之一。但是在一些地方由于設(shè)備簡陋和對塑料了解甚少，存在資源浪費和對環(huán)境的二次污染，所以，對廢塑料回收利用的綜合治理成為一個迫切的問題。需要政府有關(guān)部門結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況會同有關(guān)專業(yè)協(xié)會共同合理規(guī)劃、并配以正確的指導(dǎo)措施，達(dá)到綜合治理的目的。 　　 發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗和做法值得借鑒。解決塑料發(fā)展與環(huán)境問題的成功策略是實施“三R”戰(zhàn)略，即塑料制品的減量（Reduce）,再使用 (Reuse) 和塑料廢棄物的回收利用(Recycle)。2002年4月19日歐洲塑料制造者協(xié)會最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示：2000年在所有應(yīng)用領(lǐng)域中再循環(huán)和以其他方法回收的塑料顯著增長，減少了垃圾中的廢塑料處置。2000年，西歐塑料需求增長了3%，但是通過機械再循環(huán)、再生原材料和能量回收的總回收量增長了11%。2000年西歐塑料消費和回收的一項分析顯示：盡管塑料需求增長了，使用后廢棄塑料總量仍然低于所有材料的廢料總量的1%，廢塑料回收的增長達(dá)到36%，已經(jīng)減少了廢塑料的填埋，一個最重要的因素就是減少了塑料對環(huán)境的負(fù)面影響。2000年有八個國家回收了超過50%的包裝用廢塑料，他們是荷蘭、瑞士、丹麥、挪威、德國、瑞典、奧地利和比利時。據(jù)悉美國塑料工業(yè)協(xié)會（SPI）在全美設(shè)立了6000多個回收點，日本也有近1000個。而在廢塑料回收利用新途徑上日本環(huán)境省計劃在未來的8年中在全日本建150個廢塑料發(fā)電站，到2010年將目前垃圾發(fā)電量提高5倍，使年垃圾發(fā)電達(dá)量達(dá)400萬千瓦以上。另外，日本川崎鋼鐵公司將研究利用廢塑料作為煉鐵還原劑的技術(shù)。該公司計劃在3年內(nèi)開發(fā)出實用化的操作技術(shù)和設(shè)備。我國首鋼也在這方面做了嘗試。而挪威政府則把廢塑料用在修建公路上，經(jīng)多年使用證明，塑料公路使用期限長，能消除和減輕路基下部建筑不穩(wěn)而導(dǎo)致的路基損壞，而且彈性好，修起來十分方便?？梢妵猸h(huán)境意識強的一些國家政府能夠積極通過實際應(yīng)用的演示和做法來刺激廢塑料的回收利用和帶動本國環(huán)保產(chǎn)業(yè)和事業(yè)的發(fā)展，而且這已成為各國經(jīng)濟、社會、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要選擇。 我國塑料制品的使用情況 我國的塑料制品的消費領(lǐng)域看，以農(nóng)膜為主體的農(nóng)用塑料、包裝塑料、日用品三大領(lǐng)域是廢舊塑料的主要來源途徑。以全國塑料制品總產(chǎn)量為基數(shù)，九十年代初，各大塑料制品所占的比例約為：包裝用塑料制品占27%，塑料日用品占25%，農(nóng)用塑料占20%。此三類塑料制品合計占72%。僅農(nóng)用薄膜與棚膜轉(zhuǎn)向制品就占塑料制品總量的11%左右。圖11 塑料制品的總量圖廢舊塑料來源領(lǐng)域大致包括產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的廢舊塑料,使用和消費系統(tǒng)的廢塑料,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廢舊塑料制品,商業(yè)部門的廢塑料制品和 家庭日用中廢塑料制品。 產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)和使用于消費系統(tǒng)的廢舊塑料 在產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中，在廢舊塑料的生產(chǎn)和加工過程中不可避免的會出現(xiàn)廢品、邊角料、實驗料等。如注塑成型時產(chǎn)生的飛邊、流道和澆口。機械加工中形成的切削等。這些廢料由于品種單一，品質(zhì)均勻，較少被污染，便于回收利用。使用和消費系統(tǒng)的廢塑料，主要來源于農(nóng)用塑料，日用品和包裝用塑料?；厥諒U舊塑料的難點在于：一是農(nóng)用薄膜用量大、分布廣，回收比較困難，殘留在土壤中的塑料薄膜對農(nóng)田危害更大。二是日用雜品或家庭消費塑料制品的回收，這些廢舊塑料品種多，且廢舊塑料品與其他生活垃圾混雜為城市垃圾,其分離和回收工作難度大。 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和商業(yè)部門的廢舊塑料來源我國農(nóng)用塑料制品占塑料制品的比重比較大，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域塑料制品的應(yīng)用主要在四個方面:①農(nóng)用地膜和棚膜；②編織袋，例如化肥、種子、糧食、的包裝編織袋等；③農(nóng)用水利管件，包括硬質(zhì)和軟質(zhì)排水、輸水管道；④塑料繩索和網(wǎng)具。上述塑料制品的樹脂品種多為聚乙烯樹脂，其次為聚丙烯樹脂，還有聚氯乙烯樹脂，其次為聚丙乙烯樹脂，還有聚氯乙烯樹脂．在諸多的農(nóng)業(yè)用塑料制品中回難度大的是農(nóng)用地膜．一是農(nóng)膜質(zhì)量差，超薄膜用后難以回收．二是回收農(nóng)膜的價格過低．回收廢舊塑料可行之有效的一個措施可能為＂經(jīng)濟的杠桿作用＂，即吊高廢舊農(nóng)用塑料的收購價，如果質(zhì)量相同，農(nóng)用膜廢舊品價應(yīng)高于其他廢舊塑料制品的收購價，以鼓勵農(nóng)民積極回收農(nóng)膜． 商業(yè)部門的塑料制品的廢棄物至少表現(xiàn)在兩大方面．一個是經(jīng)銷部門，這類部門可回收的塑料制品大都為一次性包裝，如包裝袋，打捆繩，仿真泡沫塑料，包裝箱，隔層板等．此類的塑料制品品種較多，但基本無污染．回收后通過分類即可再生處理．另一個部門是消費中廢舊塑料制品，如旅店，旅游區(qū)，飯店，咖啡廳等塑料制品．這一類的一般均使用過．由污染物．它們出分類回收外，還需要清洗等處理．這類商業(yè)銷售部門和經(jīng)銷部門的廢氣舊塑料回收工作，主要應(yīng)該放在強化管理，制定強制性措施上，把回收廢棄物的垃圾袋，制定，組織一系列回收，運送，處理，再生系統(tǒng)．將商業(yè)部門的塑料廢棄物在作為城市垃圾之前分揀出來，不僅能夠減輕處理城市垃圾的費用和負(fù)擔(dān)，同時也為有效的處理費塑料提供了良好的條件。 家庭日用中的廢舊塑料制品日常生活中所用的塑料制品占整個塑料制品的較大比重,這些日用品分為三種:①包裝材料。如包裝袋、包裝盒、家用電器的PS泡沫塑料減震材料、包裝繩等。②一次性塑料制品。如飲料瓶、牛奶袋。③非一次性用品。如各類器皿、塑料鞋、燈具、文具等。第二章 廢舊塑料的再生 廢舊塑料回收利用的關(guān)鍵是對其回收利用并再生，主要是通過熔融再生。廢舊塑料的再生包括物質(zhì)再生、能量再生和熱解油化三方面。 廢舊塑料的物質(zhì)再生隨著人們對環(huán)境保護和資源再生問題的日益關(guān)注,廢舊塑料的資源化技術(shù)不斷發(fā)展。目前廢舊塑料的資源化應(yīng)用包括物質(zhì)再生和能量再生兩大類。物質(zhì)再生包括物理再生和化學(xué)再生。廢舊塑料的物理再生不會改變塑料的成分,主要通過熔融和擠壓注塑生成塑料再生制品，但再生產(chǎn)品的質(zhì)量往往會低于原有產(chǎn)品。①．熔融加工技術(shù)是指單一品種塑料經(jīng)分選、清洗、破碎等預(yù)處理工藝后，再經(jīng)熔融過濾、造粒，并最終成型的過程。圖21 熔融加工工藝流程圖熔融過濾可根據(jù)物料的情況，選擇不同的回收體系和過濾網(wǎng)尺寸分離雜質(zhì)。對于含雜質(zhì)的物料，可使用連續(xù)過濾熔融器，再通過可以更換過濾網(wǎng)的普通過濾器熔融過濾；對于含有印刷油墨的物料，需選用濾網(wǎng)孔徑足夠細(xì)的過濾網(wǎng)以保證盡量去除油墨，這樣可以防止熔融加工過程中產(chǎn)生氣泡。造粒是熔融濾料經(jīng)過專門的機頭，被刀具切為規(guī)定尺寸的顆粒，以滿足成型不同制品的需要。成型是指再生廢塑料顆粒，通過按需要選用的不同塑料成型設(shè)備加工成為所需要的不同再生塑料制品。②．直接成型加工技術(shù)是指含雜質(zhì)的混雜廢塑料不經(jīng)清洗分選，可直接在成型設(shè)備之中與按需要的填充料制成所需特性的混合料。填充料可以是玻璃、纖維等增強型添加劑，也可以是高聚物。 廢舊塑料的化學(xué)再生廢舊塑料的化學(xué)再生是在熱、化學(xué)藥劑和催化劑的作用下分解生成化學(xué)原料或燃料，或通過溶解和改性等方法分別生成再生粒子和化工原料。化學(xué)再生主要分為七大類：解聚、氣化、熱解、催化裂解、氫化法、溶解再生和改性法。圖22 廢舊塑料化學(xué)再生的方法和產(chǎn)物①.化學(xué)解聚技術(shù)是指廢舊塑料加入化學(xué)藥劑后，塑料反應(yīng)形成單體的技術(shù)。該技術(shù)只能用于縮聚型塑料，例如：聚酯PET、聚氨酯PU和聚酰胺PA解聚技術(shù)已經(jīng)得到規(guī)?；瘧?yīng)用。②.廢舊塑料的氣化反應(yīng)實際上是一種部分氧化反應(yīng)。當(dāng)廢塑料與氧氣、空氣、水蒸汽或上述氣體的混合物反應(yīng)時，可生成一氧化碳和氫氣的混合氣體。氣化技術(shù)的最大特點是對廢舊塑料的純度要求較低，含有雜質(zhì)的混雜塑料也可以進(jìn)行氣化反應(yīng)。但混合氣體的后續(xù)工藝比較復(fù)雜。從經(jīng)濟的角度講，如果只是把混合氣體產(chǎn)物作為燃料是不經(jīng)濟的，只有當(dāng)廢塑料處理廠附近有合成甲烷、氨氣、烴類或者醋酸等物質(zhì)的化工廠時，把混合氣體作為反應(yīng)原料才能產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益。③.廢舊塑料的熱分解技術(shù)是指在惰性環(huán)境中進(jìn)行的高溫分解反應(yīng)。該技術(shù)主要應(yīng)用于聚合性塑料。④.廢舊塑料的磁化裂解是在催化劑的作用下進(jìn)行的熱分解反應(yīng)。催化裂解的反應(yīng)產(chǎn)物是汽油、柴油、燃?xì)夂徒固?。?溶解再生技術(shù)用于將廢聚苯乙烯PS的回收。將PS溶解于檸檬烯溶劑中，靜置并將沉淀的雜志去處后把溶液送入蒸發(fā)器，揮發(fā)的溶劑經(jīng)過冷凝器冷凝回收后循環(huán)利用，留下的PS物料經(jīng)基礎(chǔ)造粒而回收。⑥.改性技術(shù)主要用于聚苯乙烯PS泡沫塑料。通過該技術(shù)，PS能生成多種化工原料，如：阻燃劑、防水涂料、防腐涂料、建筑密封劑、指甲油涂飾劑、各種粘膠劑、鐵板涂料、模型成型劑。 廢舊塑料的能量再生廢舊塑料的能量再生是在物質(zhì)再生不可進(jìn)行時,將塑料直接用作燃料或者制作成RDF衍生燃料在工業(yè)鍋爐、水泥爐窖或在焚燒爐中燃燒。但是，由于含氯塑料不完全燃燒可能生成二惡英，造成大氣污染。因此這類方法很少提倡使用。 直接焚燒技術(shù)直接焚燒技術(shù)是指將塑料與混合垃圾作為燃料,替代煤燃燒供熱的技術(shù)。該方法有效地克服填埋占有大量土地的缺點，受到一些發(fā)達(dá)國家的重視。廢舊塑料的熱值與燃油相當(dāng)，是垃圾焚燒爐的重要熱能來源。由于焚燒含氯塑料可能會產(chǎn)生二惡英等有毒有害物質(zhì)，因此焚燒設(shè)備的設(shè)計與焚燒過程控制是該方法的關(guān)鍵。廢舊塑料的焚燒法是一種實踐多年的垃圾處理方法。它比起填埋法，占地面積小，效率高，曾一度視為一種“減量快”的好方法。吸引了日本、德國等發(fā)達(dá)國家大力發(fā)展。在日本一哄而起地建起了6000多座垃圾焚燒爐，數(shù)量居世界首位。經(jīng)過上百年的實踐后，垃圾焚燒卻一直未能被廣大民眾接受，其突出表現(xiàn)在其潛伏性污染更大，耗資昂貴和資源浪費。含氯的塑料焚燒產(chǎn)生二惡英污染物世界公認(rèn)的一級致癌物。 制作燃料RDF焚燒技術(shù)RDF是以廢塑料為主，配合其他可燃垃圾制成的燃料，可用于水泥回轉(zhuǎn)窯和鍋爐。RDF中應(yīng)去處垃圾中的金屬、玻璃和陶瓷不燃物和一切危險品。RDF最早發(fā)源于美國，美國材料檢查協(xié)會將RFD分為七類。其中RDF5在世界上應(yīng)用較為廣泛。其基本工藝有兩類。①RMJ方式一般可燃垃圾破碎、混合、干燥后，加入1%的消石灰固化成型為燃料；②丁卡托萊爾方式—將可燃垃圾破碎加入5% 的石灰使之吸水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，加壓成型，經(jīng)干燥后為燃料。RDF固形燃料有以下特性：①防腐性 RDF水分含量10%，且加入部分消石灰，因此具有較好的防腐性。②運營性 一般按照500kg裝袋，卡車運輸即可，管理較方便。適用于小城市分散制造后集中于一定規(guī)模的發(fā)電站使用。③燃燒性 熱值在4000~6000kcal/kg 之間，且形狀一致而均勻，有利于穩(wěn)定燃燒和提高效率。④煙氣凈化措施 由于含氯塑料比例較小，加上石灰的脫氯作用，HCl的產(chǎn)生量較小，相對容易治理。⑤利用性 作為燃料使用雖然不如油、氣方便,但用作水泥回轉(zhuǎn)窯燃料時,較多的灰分也變?yōu)橛杏贸煞?。RDF與焚燒技術(shù)相比較有四個優(yōu)點：①能源利用特性 熱值較高，形狀均勻，燃燒效率明顯高于垃圾發(fā)電廠。②環(huán)保特性 RDF經(jīng)干燥、脫臭處理和加入石灰后，煙氣和二惡英等污染物的排放量少，而且易于治理。③殘渣特性 RDF制造過程產(chǎn)生的不燃物約占1%~ 8%，需要適當(dāng)處理，直接燃燒后殘渣約占8%~25%，比焚燒爐灰少，且干凈，含鈣高，易利用，對減少填埋場有利。④維修管理特性RDF無高溫部，壽命長，維修管理容易，開庭方便，利于處理廢塑料。 廢塑料的熱解油化工藝廢舊塑料的熱解技術(shù)是在