㈠ 塑料為什麼不能被回收利用
1 廢舊塑料產生的環境影響
1.1 廢棄塑料包裝物引起的「白色污染」
塑料因其價格低廉和成型方便而被大量用於各種產品的包裝。隨著現代塑料工業的發展和消費水平的提高,大多數塑料製品都是一次性使用的,用完就丟,造成了環境污染。例如,用於家用電器、工業儀器儀表等包裝物以及快餐盒、飲料杯等的白色發泡聚苯乙烯塑料,其特點是體積大、重量輕、不腐爛、不分解。人們用完後將其拋棄,導致鐵路沿線、江河航線、城市及風景點到處都是白色泡沫,嚴重影響環境和市容衛生,被人們稱為「白色污染」。據文獻報道,1995年我國塑料製品總產量近700萬噸,其中用於包裝物約170萬噸。這些包裝物用後約有50萬噸作為固體廢物進入城市固廢處理系統,另一部分則被用戶隨手亂扔,形成塑料垃圾。這些塑料垃圾亂棄於繁華城市、旅遊景點的路旁、綠地或林蔭樹上,破壞城市風景,影響市容市貌;在多風城市,亂棄的塑料袋隨風起舞,對城市供電系統造成極大威脅。包裝食物、飲料的塑料包裝物是蚊、蠅和細菌賴以生存和繁衍的溫床,極易引起病菌傳播,影響環境衛生和城市公眾的身體健康。
1.2 廢棄塑料填埋處理對環境的影響
作為垃圾送入城市垃圾填埋場填埋處理是目前處理廢舊塑料的主要方法。隨著塑料工業的飛速發展,廢棄塑料產量與之成正比,由此引起的環境問題日益突出。首先是垃圾填埋侵佔有限耕地,嚴重浪費國土資源。二是塑料垃圾填埋後經久不腐,殆害未來。耐腐蝕抗細菌本是塑料製品的一大優點,但它們成為垃圾後卻成為科學家們頭痛的難題,在無空氣無光照的情況下,微生物難以分解有機物,塑料垃圾在填埋中需200年後方能分解殆盡。三是填埋後塑料垃圾經雨水長期沖刷,使大量有害物質帶入人類的生活環境,造成對子孫後代的危害蔽脊虛。由上述所見,採用填埋法處理塑料垃圾對環境的污染是一種長期效應,在實際處置中應避免使用這類方法。
1.3 廢棄塑料焚燒處理對環境的影響
為解決填埋法佔地、費用高以及對環境的長期性破壞,不少國家都在積極開發焚燒廢棄塑料設備,並利用焚燒所產生的熱量進行發電,達到資源再利用。然而,這種貌似簡單易行的方法卻隱藏著極大的危害。塑料在熱分解過程中,聚合物發生裂解,釋放出大量的有害氣體,如聚苯乙烯塑料在80℃以下可保持物質組成不變,當溫度超過280℃時,其分子量開始下降,產生揮發性氣體,氣體中含苯乙烯單體44%,雙體22%,三體及少量的甲苯、乙基苯等,這些都是對環境有極大危害的有害物質。焚燒聚氯乙烯塑料,不僅產生對環境破壞極大的氯氣、氯化氫及二惡英氣體,而且還產生C0、N0x、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害氣體,對生態環境產生極大的影響。在塑料焚燒過程中,作為塑料填充、染色等無機金屬也被揮發於大氣之中,如Pb、As等有害物質,造成大氣污染。
2 廢棄塑料回收再利用處理方法與技術
2.1 廢棄塑料的回收再利用處理方法
塑料的回收不同於金屬、紙和玻璃的回收,因為各種塑料的物理和化學特性的差別和各種塑料的不相容性,它們的混合物不適宜加工,因此,每一種塑料必須分別收集,然後分門別類地加以處理。在收集和分類過程中需防止污垢和外來雜質的混入,否則將影響回收料的再使用。塑料的種類不同,使用壽命也有較大差異,如低密度聚乙烯以薄膜製品為主,使用壽命1~2年;PVC管使用壽命較長,可達10年以上。因此,在加工利用廢棄塑料時應根據塑料的來源、種類、沾污情況和混合狀況,選擇合適的回收處理方法,才能將廢棄塑料轉變為適宜再加工的材料。表1是不同種類塑料的再生處理方法。
2.2 廢棄塑料的回收再利用技術
2.2.1 廢塑料熔融加工
該技術是目前廢塑料再利用中最經濟和最方便的方法,因為它能夠使整個材料及能量得到最充分的利用。其基本原理是廢塑料經粉碎送入熔融裝置,廢塑料在其熔化溫度內被熔化,經擠壓造粒,冷卻,切粒即獲得二次母粒。這種技術主要遇到的問題是高能耗及廢塑料中填充料的影響。
2.2.2 廢塑料的水解回收技術
通過縮聚反應生產的塑料樹脂,如聚氨脂、聚醯胺、聚脂、聚碳酸酯等都可以進行水解,使這些聚合物重新恢復到原始單體或中間體。塑料在加工和使用中結構是穩定的,聚合物分解需有一定的外界條件。圖1是聚氨脂軟質泡沫塑料的分解示意圖,通過水解的產物能夠作為泡沫塑料生產的起始原料。
2.2.3 廢塑料的油化回收技術
塑料是由石油作原料合成的高分子化合物,當將其施加能量切斷原子鏈,可得到類似油分子構造的物質。利用這一原理,採用加熱分解,蒸餾,即可獲得汽油、柴油等石油燃料,這一過程稱為塑料的油化。圖2是塑料油化工藝流程圖。油化工藝產出的油品產率可達75%~80%以上,生成油可用作燃油鍋爐用油。該技術較其它廢塑料處理技術難度大成本高,但從環保角度看則是一項適用的處理技術。
2.2.4 高溫熱解法處理廢塑料
高溫熱解是指高溫情況下高分子材料的熱降解,同時放出大量氣體。其處理流程如下:燃燒區有一層沙土,通入氣體使沙土如液體一樣流動,形成流化床,欲處理的廢資料置於流化床上,反應器是一個完全封閉的系統,溫度可達600~900℃,處理廢塑料時可獲得44%的燃料氣體,26%的芳香烴及輕質汽油和焦油的混合物,以及30%的固體殘渣。這種方法適合處理那些含金屬箔或金屬塗層的塑料製品,獲得的燃料氣體和油類混合物可作為燃料使用,但剩餘的30%殘渣必須進行再處理。
2.2.5 燃燒法處理廢棄塑料
對於那些沾污的廢塑料和多次再生的廢塑料製品,焚燒處理是它的最後歸宿,這樣可獲得廢塑料的熱能。廢塑料的生熱值與相同各類的燃料油相當(見表2),燃燒獲得的熱能可用於發電。