廢棄塑料的回收和利用陳樹(shù)（深圳市鴻業(yè)工程建設監理公司深圳黃翔峰李春鞠（同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院上海200092）被淘汰；焚燒法可以回收大量熱能用于供熱或發(fā)電，但管道、設備腐蝕，尾氣污染問(wèn)題有待解決；目前一些再生技術(shù)可以變廢為寶，以廢棄塑料生產(chǎn)化工原料、燃油、涂料、建材等，而且產(chǎn)生的二次污染少，因此越來(lái)越受到重視。在廢棄塑料的資源化過(guò)程中，廢棄塑料的回收和預處理是關(guān)鍵的環(huán)節。
1前言塑料具有質(zhì)輕、強度高、耐腐蝕、易加工等優(yōu)良性能，可以替代金屬、木材、紙張、坡璃等，應用廣泛。近年來(lái)，由于石油工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，塑料產(chǎn)量猛增。與此同時(shí)，由于塑料的老化性，塑料制品使用周期短，而且由于地膜、一次性餐具等的大量使用，許多塑料制品尚未老化便被丟棄，因而許多廢棄塑料進(jìn)入城市固體垃圾。據統計，廢棄塑料量約占塑料產(chǎn)量的70%，占城市垃圾的10%.而目前，全世界每年塑料回收量?jì)H占消耗量的2~3%.由于廢棄塑料難以生物降解，當他們與其他垃圾一起填埋時(shí)，既破壞了土壤結構，又占據了土地，帶來(lái)嚴重的環(huán)境污染。為此，世界各國便開(kāi)始致力于廢棄塑料的處理。
2廢棄塑料的處理和利用目前，國內外廢棄塑料的處理主要有3種方式：焚燒、衛生填埋和再生利用。
2.1衛生填埋衛生填埋無(wú)需從垃圾中分離塑料，從廢棄物的收集到處理都十分的簡(jiǎn)單，而且投資小，因此是目前世界上普遍采用的方法，但由于塑料無(wú)法被生物降解、填埋場(chǎng)地日趨緊張和資源面臨枯竭等原因，填埋法處理塑料逐漸被淘汰，取而代之，廢棄塑料的資源化利用。
2.2焚燒焚燒也是一種資源化途徑。通過(guò)燃燒，廢棄塑料可產(chǎn)生大量熱能并大幅度減容，減少了填埋時(shí)對環(huán)境的危害。廢棄塑料與其他垃圾相比，具有很高的熱值，發(fā)熱量約8000~9000Kj/kg，高于煤而略低于重油；而且廢棄塑料中灰分低，燃燒速度快；含硫量很低，不存在二氧化硫污染問(wèn)題。國外以之代替煤或油用于高爐噴吹和水泥回轉窯或者制成垃圾固型燃料用于發(fā)電，收到很好的經(jīng)濟效益。例如德國不萊梅鋼鐵公司投產(chǎn)的7萬(wàn)T/年的高爐噴吹廢棄塑料粒裝置，每年可代替重油7萬(wàn)T，僅此一項2年便收回投資。另外，回收和生產(chǎn)廢棄塑料粒的成本僅為填埋處理費的1/2，具有較好的節能效果和社會(huì )效益。由于廢棄塑料中含有較多氯的成分，采用一般垃圾焚燒處理時(shí)，所產(chǎn)生的氯化氫氣體會(huì )腐蝕鍋爐和管道，并且尾氣中含有呋喃、二惡英等污染物。為此必須控制廢棄塑料中含氯量或凈化尾氣。此外，美國開(kāi)發(fā)的RDF技術(shù)（垃圾固形燃料）也是中揚長(cháng)避短的方法。RDF技術(shù)即將廢棄塑料與廢紙、木屑、果殼和下水污泥等其他可燃垃圾混雜，制成發(fā)熱量500Kj/kg、均勻粒度的固形燃料、以稀釋氯，并能提高發(fā)電效率，而且便于貯存、運輸，可代替煤供應鍋爐和工業(yè)窯爐使用。在日本，由伊騰忠商事和川崎制鐵合資的資源再生公司，已批量生產(chǎn)RDF，使垃圾發(fā)電站蒸汽參數由小于300*C提高到450*C左右，發(fā)電效率由原先的15%提高到20 ~25%，顯著(zhù)提高了發(fā)電效率。對于污染程度嚴重，品種混雜，含雜質(zhì)較多的廢棄塑料，這是一種較為簡(jiǎn)單的回收利用方法。
2.3再生廢棄塑料的再生利用范圍很廣。目前常用的技術(shù)有以下幾種：熔融再生?；厥盏膹U棄塑料經(jīng)粉碎、清洗等預處理后，進(jìn)行熔融，擠出成型或造粒成為新的塑料制品和塑料加工原料。對于混合廢棄塑料，有的須分離后再生；性能相近的，可通過(guò)加入添加劑提高互溶性而再生。廢棄塑料經(jīng)凈化后可壓制成公園花壇圍欄、長(cháng)條板凳等；或分類(lèi)凈化后生產(chǎn)成各種顆粒作為原料，再生產(chǎn)出外觀(guān)漂亮的塑料制品。我國周口農膜廠(chǎng)在此方面已取得階段性研究成果。該廠(chǎng)將廢棄塑料經(jīng)過(guò)濾、精選、分級、破碎、造粒、出膜等過(guò)程生產(chǎn)出農用薄膜。但目前，在我國從事廢棄塑料再生利用的主要為鄉鎮企業(yè)，生產(chǎn)設備簡(jiǎn)陋，技術(shù)簡(jiǎn)單落后，回收塑料不加清洗，致使廢棄塑料中含有大量雜質(zhì)，加工時(shí)導致塑料老化機械性能下降，因而再生塑料外觀(guān)、質(zhì)量不佳，降低了其性能和使用價(jià)值。
熱解制燃料。將塑料加熱時(shí)，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或其混合物能分解成低分子烴的混合物，經(jīng)重整后得到不含硫的汽油餾分（占60%）煤油餾分及部分氣體。1kg這樣的塑料可以產(chǎn)生1L油品和少量殘炭。但混合塑料中含有聚氯乙烯或ABS塑脂時(shí)，需先加熱至一定程度使之放出氯化氫和含氰氣體，加以吸收處理后，在繼續加熱升溫或通過(guò)催化劑分解得到油和氣。目前具體技術(shù)有3種：①在無(wú)氧情況下650~850*C單純熱分解，可得到50%的液體燃料；②經(jīng)400*C左右熱分解后，再通過(guò)200*C催化柱進(jìn)行接觸熱分解，液體燃料可達80%；③氫化還原法。在15~30mpa壓力，470*C下，廢棄塑料在氫氣中發(fā)生反應，生成一種含60%鏈烷烴、30%石腦油、1%芳香烴的合成油。歐洲各國和日本對廢棄塑料的油化處理十分重視，進(jìn)行了大量研究和試驗，并已有許多較大規模實(shí)踐。以德國重伯油公司10T/d試驗裝置為例，混合廢棄塑料在600~800*C和1000*C下加熱30min，可分解出35~58%的柴油和23~40%的煤氣。近年來(lái)，我國在此方面也有所研究。撫順和石油學(xué)院研制出的FZ―W型廢棄塑料裂解催化劑，不僅成本低、活性高、再生性強、壽命長(cháng)，還可抑制幾種不需要的副反應，使產(chǎn)品回收率達到70~ 81%.北京雙新技術(shù)交易公司科研人員，利用農膜、塑料編制袋、食品袋、快餐盒、飲料瓶、泡沫塑料等塑料廢棄物，生產(chǎn)汽油和柴油，經(jīng)國家級檢驗中心檢測，其品質(zhì)優(yōu)于《GB484*89》70號汽油標準和《GB252―87》零號柴油標準；而且每1.43T原材料可生產(chǎn)汽、柴油1T（各占50%）轉化率為70%以上，生產(chǎn)成本僅1200~1400元*T.氣化法。他的優(yōu)點(diǎn)在于能將城市垃圾在一條線(xiàn)上加工，無(wú)需分離塑料。但操作需要高于熱解法。溫度高于900C壓力要達到6Mpa在德國西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的城市垃圾氣化系統中，未分類(lèi)城市垃圾在450C旋轉窯中進(jìn)行熱解。每噸城市垃圾能產(chǎn)生655kg合成氣和345kg固體，經(jīng)去除坡璃、石頭和金屬后，剩余部分與汽油一起進(jìn)入1300C的焚化爐，所產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電，每小時(shí)產(chǎn)生350kw熱能，越來(lái)越多諸如此類(lèi)的垃圾氣化工程正在德國各地興建。
除了以上方法，廢棄塑料還可作為原材料，用以合成涂料、建材等其他化工產(chǎn)品。我國雞西市職工大學(xué)的楊波等曾介紹一種以廢棄泡沫塑料制取建筑涂料的方法，簡(jiǎn)單易行，而且技術(shù)可靠且有很好的經(jīng)濟效益。適用于中小型企業(yè)回收利用泡沫塑料。
另外，以廢棄聚乙烯塑料為原料，添加其他化工原料，還可生產(chǎn)出防水嵌縫用的塑料油膏、防水耐低溫油氈、防水卷材、拼裝地板、母質(zhì)塑料板材、人造板材、塑料磚等新型建筑材料。對此國內也有了成熟技術(shù)。然而與前述方法相比，以廢棄塑料生產(chǎn)新材料雖然能變廢為寶，達到資源化的目的，卻仍面臨再次廢棄后的處理與處置問(wèn)題，而且由于添加了其他化工原料，這些難以降解的新材料可能比廢棄塑料更難處理或處置，因此需要進(jìn)一步研究這些新型材料的再生利用或處置出路。
3廢棄塑料的回收和預處理在廢棄塑料的資源化過(guò)程中，關(guān)鍵的環(huán)節不是再生工藝，而是廢棄塑料的回收和預處理。因為大多數再生利用技術(shù)對廢棄塑料種類(lèi)、雜質(zhì)含量等有一定的要求，如果不能滿(mǎn)足就無(wú)法收到良好的經(jīng)濟效益。尤其在我國，垃圾分類(lèi)收集程度很低，廢棄塑料回收及預處理已成為其再生利用發(fā)展的控制步驟。
在廢棄塑料收集和回收方面，國內外尤其是德國有許多值得借鑒的經(jīng)驗。德國法律強令要求在1995年前實(shí)現塑料包裝物64%的回收利用率。而且德國城市垃圾分類(lèi)收集之細致全面堪稱(chēng)全球楷模。城市垃圾被分為紙類(lèi)垃圾、包裝垃圾和廚余物3大類(lèi)加以收集。這樣就給后續垃圾分類(lèi)處理帶來(lái)很大方便，也使得諸如塑料、紙張、坡璃等可回收利用的物資能夠較為方便地回收。據統計，1996年全德國僅包裝垃圾便回收550T，占包裝物總量的86%，其中塑料包裝回收率達到68%.一些再生技術(shù)，要求對塑料進(jìn)行一定程度的分離。這是難以在收集過(guò)程得到實(shí)現的，必須借助一定的機械設備。目前常用的分離方法有重力浮選法、高壓靜電法、X射線(xiàn)法。重力浮選法是以水為介質(zhì)，利用各種塑料密度差異進(jìn)行分離。
例如聚乙烯和聚丙烯的比重小于1.0，聚氯乙烯和聚苯二甲酸乙二醇脂比重大于1.3，聚苯乙烯密度在1.0~1.1之間。高壓解電法是將洗凈干燥的8cm以下混合塑料切片互相摩擦后，根據不同品種塑料所帶不同電荷加以分離。聚氯乙烯中含有氯，可對X射線(xiàn)發(fā)出熒光，從而被檢出，因此可用X射線(xiàn)檢出大塊塑料。對于物理性質(zhì)相似的塑料，用一種方法有時(shí)難以達到分離要求，可以將幾種方法串聯(lián)組合起來(lái)。此外，近年來(lái)又開(kāi)發(fā)出近紅外光分離，水力旋風(fēng)分離、溶劑分離等新分離技術(shù)。
4結束語(yǔ)廢棄塑料從收集到回收利用的過(guò)程面對的不僅僅是技術(shù)上的難題，可能更多的是人們環(huán)境意識的淡薄和環(huán)境管理的不完善。固體廢棄物處理尤其是資源化利用，必須輔以政府干預和公眾環(huán)境教育，才能使目前許多技術(shù)得以實(shí)際應用并推廣開(kāi)來(lái)。廢棄塑料僅僅是城市固體廢棄物中為數不多的一部分可回收物資，它的再用技術(shù)雖具有一定的特殊性，但其再用的思路與其他可利用廢棄物資具有共同點(diǎn)。希望在全社會(huì )呼喚消滅“白色污染”的呼聲下，廢棄塑料再生利用能由研究報告、設計圖紙走向大規模的生產(chǎn)實(shí)踐，并以此帶動(dòng)城市垃圾分類(lèi)收集程度的提高，帶動(dòng)越來(lái)越多的廢棄物資走上再生利用的道路！
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