柯敏靜
(博祿公司)
廢塑料的回收利用,是變廢為寶和解決生態(tài)環(huán)境污染的重要途徑。廢舊塑料的回收利用作為一項節(jié)約能源、保護環(huán)境的措施,普遍受到世界各國的重視。本文對中國廢塑料市場的規(guī)模、經(jīng)營模式和發(fā)展趨勢作了初步的研究和探討。
廢塑料是在民用、工業(yè)等用途中,使用過且最終淘汰或替換下來的塑料的統(tǒng)稱。是若干年后才能腐爛的塑料,常常造成大面積污染。
隨著塑料制品消費量不斷增大中國市場的年應用數(shù)量超過8000萬噸,廢棄塑料也不斷增多。目前中國廢棄塑料主要來源于塑料薄膜、塑料絲及編織品、泡沫塑料、塑料包裝箱及容器、日用塑料制品、塑料袋和農(nóng)用地膜等。中國廢塑料產(chǎn)生量預測2018年達到5000萬噸[9]。這些廢塑料的處理若不得當,勢必會破壞環(huán)境,危害百姓健康,危害千秋萬代。
根據(jù)粗略估算,中國廢塑料應用主要組成是紡織15%、工業(yè)包裝10%、快銷品及包裝40%,由于快銷品及包裝的終端使用地地點分散種類繁多,回收率的高低很大程度依賴消費費者的意識、行為和回收便利性。估計筆者的估算,中國各種塑料的需求和應用,以及廢塑料的需求和應用的市場規(guī)模估算大致如圖1所示。
全球原油價格的升高,作為石石油衍生物之一的塑料制品價格自然也水漲漲船高,廢塑料的再生利用也被提到了重要的位置。廢棄塑料的回收再利用已經(jīng)被現(xiàn)代化工企業(yè)普遍采用。廢塑料經(jīng)過人工篩檢分類后,還要經(jīng)過破碎,造粒,改性等流程,變成各種透明或不透明塑料顆粒,再次應用到各種塑料制品中。
圖1 中國廢塑料和回收的市場規(guī)模
表2 塑料的種類
塑料是以單體為原料,通過加聚或縮聚反應聚合而成的高分子化合物(macromolecules),俗稱塑料(plastics)或樹脂(resin),可以自由改變成分及形體樣式,然后添加各種添加劑而制得的可塑性材料。
塑料應用廣泛,塑料制品的種類繁多,但是不是所有的塑料制品都適合回收。例如通訊和市政給排水管道埋在地下五十年以上;例如使用后的尿布衛(wèi)生巾等衛(wèi)材產(chǎn)品。不是所有的塑料制品都需要或者可以再生。常用再生廢塑料是熱塑性的,種類主要有:PE、PP、PVC、PS、PET。
廢塑料的來源主要有國內(nèi)產(chǎn)生和進口兩大部分。國內(nèi)各行各業(yè)和居民日常活動過程中都會持續(xù)地產(chǎn)生廢塑料。
表3 廢塑料的主要來源和行業(yè)[10]
曾經(jīng)中國是全世界廢塑料的的目的地和處理大國。廢塑料再生行業(yè)的原料很大的比例來源于國外回收的廢塑料。據(jù)國際回收總局(BIR)統(tǒng)計,2016年中國港口和香港地區(qū)塑料廢品進口量約為1020萬噸,占中國市場廢塑料的40%。2017年7月出臺政策將在2019年底前全面禁止國外廢塑料的進口。不僅居民日常生活產(chǎn)生的廢塑料,而且工業(yè)產(chǎn)生的也被禁止。從政策出臺至今,該政策受到擁護和強大的執(zhí)行力度??梢灶A見不久將來,中國市場將完全消除廢塑料的進口來源[4]。
圖4 中國廢塑料市場 (萬噸)
根據(jù)中國塑料加工工業(yè)協(xié)會的的統(tǒng)計,2016年中國國內(nèi)塑料回收量超過1400萬萬噸,回收率達到46%左右。不同的統(tǒng)計方法可能導導致回收率數(shù)值存在較大的差異,主要是研究的領領域不同。本文回收率是根據(jù)消費者自助回收數(shù)量量占可回收塑料消耗量的比值。全國各地區(qū)居民點點實行垃圾分類的推廣有效提高廢塑料的回收效率率。奧地利、比利時、丹麥、德國、荷蘭、挪威、瑞瑞典和瑞士2016年塑料廢棄物回收率均超過82%,,相比之下仍然存在很大的提升空間[10]。
國內(nèi)回收率低下的原因分析::
1. 從廢塑料的來源分析,工業(yè)業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的邊角料基本被完全回收利用。
2. 工業(yè)包裝、漁農(nóng)、建材也建建立了相應的回收系統(tǒng)。雖然這些塑料制品是使用用后收集帶有油污、泥沙、產(chǎn)品殘留等,但是這些些回收的塑料制品分類質(zhì)量高,方便建立統(tǒng)一的回回收流程和處理方法。
3. 耐用品家電家具和汽車的的回收也是有比較統(tǒng)一的回收流程和處理方法。
5. 居民日常生活的廢塑料,產(chǎn)產(chǎn)生的頻次高、源頭分散、種類五花八門。。本來快銷品的品牌商就是通過包裝差異化和功能能提升達到吸引眼球刺激消費的目的。因此快銷品品的包裝沒有統(tǒng)一的結構、材料和顏色,不同品牌牌的包裝廢塑料回收價值低,再生過程需要耗費大大量的人力和額外的工序從而使回收工廠成本增加加。其次,快銷品和一次性餐具等本來的使用目的的就是便利性、其使用后產(chǎn)生的廢塑料帶有餐廚殘殘渣,再生過程中會消耗大量的水資源而帶來二次次污染。最后,國內(nèi)消費者的回收意識有待加強。。隨地隨時亂丟棄的習慣仍然普遍,各地區(qū)生活垃垃圾分類的效果參差不齊。
紡織品中纖維的回收在在本文中沒有計算和討論。
圖5 2016不同國家/地區(qū)廢塑料的回收率[10]
廢塑料密度小、體積大,占用用空間大。而全國每年的塑料垃圾總量則估計高達達數(shù)百萬噸。這些垃圾若不經(jīng)處理而直接丟棄,不不僅會給土壤、水體、大氣等造成無法估算的損害害,而且經(jīng)雨水河流的沖刷和運輸最終匯集到大海海,這些海洋垃圾影響海洋景觀,威脅航行安全,,并對海洋生態(tài)系統(tǒng)的健康產(chǎn)生影響,進而對海洋洋經(jīng)濟產(chǎn)生負面效應。
廢塑料難以降解,最初,廢塑塑料處理大量采用填埋或焚燒方法。填埋后將成為為永久垃圾,當真成了“不朽之物”,塑料中的添加加劑析出后還會污染土壤和水體資源。不但占用大大量寶貴的土地資源,而且目前填埋作業(yè)不規(guī)范、、技術水平低,填埋場產(chǎn)生的滲濾液污染地下水。。
簡單焚燒也會排放有害氣體和和殘渣,同時由于無法回收廢舊塑料燃燒是產(chǎn)生的的大量燃燒熱而造成能源的巨大浪費,兩者均非良良策。
因此如何處理塑料垃圾,也成成為世界各國及各級政府共同研究和關注的課題。。研究的關鍵是如何變廢為寶,解決廢舊塑料的資資源化問題。
全球原油價格的升高,作為石石油衍生物之一的塑料制品價格自然也水漲船高,,廢塑料的再生利用也被提到了首要的位置。
廢棄塑料的回收再利用已經(jīng)被被現(xiàn)代化工企業(yè)普遍采用。廢塑料經(jīng)過人工篩檢分分類后,還要經(jīng)過破碎,熔融切粒,改性等流程,,變成各種透明不透明塑料顆粒,最后成為可以再再次利用的再生塑料。
垃圾固形燃料發(fā)電最早在美國國應用,并已有RDF發(fā)電站 37處,占垃圾發(fā)電站站的 21.6%。日本已經(jīng)意識到廢塑料發(fā)電的巨大潛潛力。日本結合大修已將一些小垃圾焚燒站改為RRDF生產(chǎn)站,以便集中后進行連續(xù)高效規(guī)模發(fā)電,,使垃圾發(fā)電站的蒸汽參數(shù)由30012提高到450122左右,發(fā)電效率由原來的15%提高到20%-25%。。
高爐噴吹廢塑料技術也也是利用廢塑料的高熱值,將廢塑料作為原料制成成適宜粒度噴入高爐,來取代焦炭或煤粉的一項處處理廢塑料的新方法。國外高爐噴吹廢塑料應用表表明,廢塑料的利用率達80%,排放量為焚燒量的的0.1%~1.0%,產(chǎn)生的有害氣體少,處理費用較低低。高爐噴吹廢塑料技術為廢塑料的綜合利用和治治理“白色污染”開辟了一條新途徑,也為冶金企企業(yè)節(jié)能增效提供了一種新手段。德國、日本從11995年就已有成功的應用[6]。
如前面所介紹,塑料是是單體在一定的條件下高溫高壓催化劑等聚合而成成,塑料分子鏈有長有短因為聚在一起單體的個數(shù)數(shù)不同,所以塑料沒有固定的分子量?;瘜W回收的的方法就是將聚合物解聚,重新變成短鏈的分子或或單體。
在廢 PET化學循環(huán)方方面,目前就有水解方法、甲醇解聚法和乙二醇解解聚法。水解方法需要使用濃酸濃堿,對環(huán)境和設設備都有很大影響。甲醇解聚法的轉(zhuǎn)化率比較高壓,但是反應過程需要高溫高壓,轉(zhuǎn)化成本高,還不不能商業(yè)化。乙二醇解聚法目前取得較快進展,但但是工藝過程中也有一些不足的地方。
除了化學方法外,學術術研究上廢塑料的解聚還有酶和微生物方法,但是是同樣存在如何商業(yè)化的問題。目前,最有效并可可行的辦法就是廢塑料的回收再生。
圖6 2008日本市場廢塑料的利用情況[7]