I. Le persone prestano sempre più attenzione al trattamento della plastica dei rifiuti
Le materie plastiche sono considerate una delle maggiori invenzioni del 20 ° secolo, che facilita notevolmente la produzione e la vita delle persone. Tuttavia, una grande quantità di materie plastiche di rifiuti sono ammucchiate in discarica o scartate nell'ambiente, rappresentando una grave minaccia per l'ecosistema naturale. I metodi di trattamento tradizionali non possono modificare lo stato quo dei rifiuti delle risorse e dell'inquinamento ambientale. Pertanto, esplorare i modi ecologici e economici per riciclare i rifiuti di plastica e realizzare la trasformazione del consumo di plastica da un'economia usa e getta a un'economia circolare di carbonio sono diventati punti caldi e problemi nel campo del riciclaggio della plastica.
I paesi sviluppati si sono sviluppati all'inizio della direzione della tecnologia di riciclaggio in plastica dei rifiuti e hanno sistemi applicativi relativamente maturi. L'esperienza pertinente vale la pena riassumere e apprendere. Il Giappone ha emesso requisiti di produzione speciali per le aziende di plastica. Ad esempio, per le bottiglie di animali domestici, è previsto che le maniglie non debbano essere utilizzate, la colorazione è vietata e le etichette fisicamente rimovibili e i tappi di bottiglia di plastica dovrebbero essere utilizzati; Le aziende devono mettere in produzione la plastica di rifiuti per formare un circuito chiuso di risorse. Gli Stati Uniti hanno oltre 1.700 società di riciclaggio in plastica di rifiuti. L'American Plastics Industry Association ha proposto un metodo di etichettatura e classificazione dei tipi di plastica per il riciclaggio della plastica dei rifiuti; La NASA ha condotto ricerche sull'uso del telerilevamento satellitare per identificare la plastica dei rifiuti nell'oceano; Le compagnie energetiche situate nelle aree costiere sono necessarie per fornire formazione in plastica ai dipendenti che lavorano sulla piattaforma continentale esterna e i volontari sono incoraggiati a rimuovere la plastica dei rifiuti nelle aree costiere. Alcuni paesi dell'UE hanno stabilito un metodo di riciclaggio relativamente completo per gli imballaggi in plastica per rifiuti domestici e hanno emesso politiche che richiedono ai produttori di imballaggi di pagare una certa tassa ai riciclatori o che i produttori di imballaggi sono responsabili del riciclaggio e della lavorazione.
Grazie al rapido sviluppo di materiali e industrie manifatturiere, lo smaltimento e l'utilizzo della plastica di rifiuti non si limitano più a modalità di smaltimento tradizionali come discarica e incenerimento. Con il continuo arricchimento dei tipi di plastica dei rifiuti e il miglioramento delle tecnologie di elaborazione, è utile risolvere in modo completo il corrispondente sistema tecnologico di smaltimento e utilizzo e chiarire il percorso di sviluppo in base alle condizioni nazionali effettive per capire il focus di sviluppo del campo. Dopo una revisione tecnica, questo documento costituisce una classificazione delle tecnologie di smaltimento e utilizzo della plastica dei rifiuti da quattro aspetti: smaltimento meccanico, conversione energetica e risorsa, riciclaggio e riutilizzo e nuove tecnologie; Confronta le caratteristiche, le condizioni di utilizzo e lo stato di sviluppo attuale di varie tecnologie, affermano lo stato del settore e le sfide di sviluppo dello smaltimento e dell'utilizzo della plastica dei rifiuti e fornisce un riferimento diretto per la ricerca sul riciclaggio, lo smaltimento e l'utilizzo pulito ed efficiente .
Ii. Classificazione delle tecnologie di smaltimento e utilizzo della plastica dei rifiuti
1. Tecnologia di smaltimento meccanico
La tecnologia di smaltimento meccanico per la plastica per i rifiuti è principalmente mirata a una comoda riduzione, ma ci sono generalmente problemi di successivi impatti ecologici e ambientali. Ad esempio, il dumping di discarica e oceanico diffonderà la gamma di impatto dei microplastici. Considerando l'impatto ecologico continuo, il dumping delle discariche e degli oceani non sono tecnologie ideali di smaltimento della plastica dei rifiuti, né si conformano al principio dello sviluppo sostenibile verde. È necessario effettuare in anticipo la valutazione dell'impatto ecologico e ambientale e migliorare il piano di attuazione per lo smaltimento delle discariche delle materie plastiche. Sebbene il metodo di riempimento del materiale da costruzione sia in fase di ricerca e sviluppo, ha alcune prospettive di sviluppo nel riciclaggio e nell'utilizzo della plastica dei rifiuti.
2. Conversione di energia e delle risorse energetiche e delle risorse
Dagli anni '60 alla fine del 20 ° secolo, il problema dell'energia e della carenza di risorse ricevette un'attenzione diffusa. Con l'introduzione di concetti come lo sviluppo sostenibile e l'economia circolare, l'industria plastica si è sviluppata rapidamente e la produzione di materie plastiche è aumentata. I ricercatori hanno rivolto la loro attenzione all'energia e all'utilizzo delle risorse della plastica dei rifiuti. Il riciclaggio e lo smaltimento delle materie plastiche di rifiuti sono principalmente mirate a raggiungere l'astuzia, la riduzione e l'utilizzo energetico o delle risorse. La tecnologia di riciclaggio chimico ai fini della protezione ambientale è una tecnologia rappresentativa di riciclaggio energetico e delle risorse, che decompone polimeri di plastica ad alto contenuto di rifiuti molecolari in composti di piccole molecole per il riciclaggio secondario. La conversione energetica e delle risorse include principalmente la tecnologia termochimica, l'idrolisi, l'alcolisi e la biodegradazione.
3. Riciclaggio di materiali per i rifiuti
Le materie plastiche possono essere divise in materiali termoplastici e termosettici in base alle loro proprietà fisiche: il primo può essere fuso in liquido ad alte temperature e quindi trasformata in oggetti di diverse forme in base ai requisiti e può essere riciclato e ripetutamente modellato; Quest'ultimo non può essere fuso o rimodellato e può essere elaborato in oggetti di plastica dura e utilizzati una volta, e il riscaldamento aumenterà la loro durezza. I termoplastici vengono utilizzati principalmente per il riciclaggio delle risorse ed energetiche, mentre le materie plastiche di termoinestro vengono utilizzate solo per il riciclaggio energetico per evitare i rifiuti.
(1) semplice metodo di riciclaggio
Il semplice riciclaggio si riferisce alla tecnologia di ordinamento, pulizia, frantumazione, scioglimento e rifacimento di plastica dei rifiuti riciclati senza modifiche e utilizzandole direttamente per la lavorazione dello stampaggio in plastica. Ha un basso costo e un basso investimento, ma ha requisiti per i tipi di materie plastiche che possono essere elaborate. Il semplice metodo di riciclaggio è applicabile a quasi tutte le materie plastiche di rifiuti termoplastici e una piccola quantità di materie plastiche di rifiuti miscelate con materie plastiche termosettiche. È principalmente diviso in tre tipi di smaltimento: ① Gli scarti dal processo di produzione degli impianti di elaborazione in plastica e gli impianti di produzione in resina sono generalmente puliti e hanno un singolo componente. Possono essere schiacciati direttamente e plastificati senza smistamento; ② Plastiche di rifiuti da materie plastiche riciclate, come vari materiali di imballaggio, film, ecc. I materiali devono essere ordinati, puliti, schiacciati e plastificati; ③ Le plastiche di rifiuti da materie plastiche per scopi speciali, come le guaine per cavi, hanno bisogno di un pretrattamento speciale prima del riutilizzo e possono essere riutilizzate o miscelate con altri polimeri dopo dissoluzione, precipitazione e asciugatura; Le materie plastiche di rifiuti vengono aggiunte per reagire nel processo di realizzazione di poliestere da sostanze chimiche, come l'acido tereftalico (TPA) ed EG. La plastica per rifiuti può essere aggiunta nel processo di realizzazione di poliestere.
(2) Metodo di modifica e rigenerazione
Rispetto al semplice metodo di riciclaggio, il metodo di modifica e riciclaggio è più complicato. Dopo che i rifiuti sono stati modificati attraverso processi chimici o meccanici, le nuove materie plastiche che soddisfano le esigenze specifiche vengono prodotte mescolando materiali diversi o aggiungendo additivi. Può migliorare le proprietà meccaniche di base dei materiali riciclati e soddisfare le esigenze di produzione di prodotti speciali di alta qualità. La modifica della plastica dei rifiuti include la modifica della miscelazione, la modifica del rinforzo, la modifica del riempimento, la modifica della rafforzamento, la modifica dell'innesto, ecc., Che può essere approssimativamente divisa in base alla modifica fisica e alla modifica chimica. Il metodo di modifica e riciclaggio è per lo più adottato da piccole e medie imprese, consumando principalmente materie plastiche di rifiuti generate dalle imprese e dall'agricoltura industriali e minerarie (come parti di plastica, prodotti di imballaggio, bottiglie di pesticidi, sacchetti alimentari, necessità quotidiane). Questo tipo di plastica di scarto contiene una piccola quantità di riempitivi e plastificanti e il peso molecolare può essere aumentato dopo un po 'di elaborazione per facilitare il riutilizzo. Ad esempio, gli estensori a catena vengono utilizzati per estendere il legame tra il gruppo carbossilico in ABS e il gruppo idrossilico di polibutadiene in situ per ottenere modifica e utilizzo dei polimeri; PS viene debromato e quindi granulato utilizzando un processo di miscelazione modificato per migliorare le sue proprietà fisiche e aggiornare la tecnologia di riciclaggio della plastica dei rifiuti; Il bisfenolo A in policarbonato prodotto industrialmente viene rimosso fondendo per ottenere la modifica della superficie del film polimerico e soddisfare i normali requisiti di utilizzo del prodotto.
La domanda di prodotti di plastica nella società è di anno in anno, che non solo consuma molta energia, ma causa anche l'inquinamento ambientale e danneggia la salute biologica. In questo contesto, il riciclaggio della plastica di rifiuti attraverso metodi di rigenerazione modificati è anche un metodo di sviluppo che si adatta all'economia a basse emissioni di carbonio. È necessario controllare la sicurezza ambientale dell'elaborazione delle imprese in modo mirato, sforzarsi di ridurre i problemi di inquinamento ambientale e perseguire uno sviluppo sostenibile completo e coordinato. La tecnologia di rigenerazione modificata può causare cambiamenti di prestazioni in varie materie plastiche. Ad esempio, PE, PP, PVC, PS, ABS e PA subiranno tutti cambiamenti di colore, viscosità e allungamento durante il processo di rigenerazione, mentre la viscosità di PE ad alta densità aumenterà. Pertanto, la tecnologia di rigenerazione in plastica dei rifiuti presenta vantaggi e svantaggi per i cambiamenti delle prestazioni delle materie plastiche riciclate. Gli additivi possono essere aggiunti o è possibile apportare modifiche tecniche per garantire la qualità del prodotto.
4. Nuove tecnologie per lo smaltimento e l'utilizzo della plastica per i rifiuti
(1) tecnologia di smaltimento e utilizzo dei fluidi supercritici
I rifiuti reagiscono nei fluidi supercritici, che presentano i vantaggi del breve tempo di reazione, non è necessario catalizzatori e un alto tasso di recupero. Le plastiche di rifiuti hanno legami chimici facilmente decomposibili come legami eterei, legami acilici e legami estere, che possono essere scomposti nei monomeri nei fluidi supercritici e quindi riorganizzati per produrre nuovi prodotti in plastica. Il PET può essere scomposto nei monomeri nei fluidi supercritici e la PU può anche essere riciclata utilizzando la tecnologia di decomposizione dei fluidi supercritici. La tecnologia di decomposizione dei fluidi supercritici ha buone prospettive di sviluppo, ma ci sono problemi con elevati requisiti di tenuta ad alta pressione quando viene utilizzata.
(2) Tecnologia di recupero dell'energia di iniezione del forno di esplosione
Il recupero di energia mediante l'iniezione di Blast Furnace è generalmente considerato un metodo efficace per il riciclaggio delle materie plastiche. Dal punto di vista dell'utilizzo dell'energia, la tecnologia di iniezione di Blast Furnace ha un alto tasso di utilizzo dell'energia contenuta nelle materie plastiche di rifiuti (circa l'80%), riducendo principalmente il minerale di ferro sotto forma di energia chimica. Dal punto di vista della protezione ambientale, il contenuto di gas tossico prodotto dalla tecnologia di iniezione di Blast Furnace è basso, il che è conveniente per l'applicazione su larga scala. La tecnologia di iniezione di Blast Furnace ha una forte capacità di elaborazione ed è favorevole allo sviluppo di un'economia circolare a basse emissioni di carbonio. Tuttavia, le materie plastiche di rifiuti riciclati di solito non sono completamente classificate e non soddisfano i requisiti dell'iniezione di grande forno per i materiali reattivi, con conseguente fatto che la tecnologia di iniezione del forno di esplosione non è stata ampiamente utilizzata al momento.
(3) Tecnologia di fotoprocessing
La tecnologia di fotoprocessing utilizza l'energia luminosa come fonte di energia per trattare la plastica per i rifiuti. Ha un basso inquinamento e vantaggi economici e ha attirato molta attenzione negli ultimi anni. Rispetto alla tecnologia termochimica, le condizioni di fotorazione sono lievi e il consumo di energia è basso. Può rompere accuratamente legami chimici specifici per ottenere un'elevata selettività dei prodotti target. La tecnologia di fotoprocessing è principalmente divisa in due categorie: fotodegradazione e fotocatalisi.
Sebbene le prospettive dell'applicazione della tecnologia della fotoprocessing siano buone, ci sono ancora problemi da risolvere, come l'esplorazione di metodi per identificare e controllare accuratamente i percorsi di reazione, sviluppare fotocatalizzatori a basso costo e ad alte prestazioni e sviluppare metodi di pretrattamento economico ed ecologico secondo i metodi di pretrattamento economico ed ecologico Diversi tipi di materie plastiche.
(4) Tecnologia elettrocatalitica
Ci sono ancora pochi studi applicati sulla conversione della plastica di rifiuti in prodotti preziosi mediante elettrocatalisi. Sebbene la tecnologia elettrocatalitica abbia i vantaggi del potenziale energetico controllabile, dell'elettrolita riciclabile e della conversione selettiva, deve affrontare molte sfide dell'applicazione: è difficile convertire le apparecchiature di produzione sperimentali in applicazione industriale e il processo di separazione degli acidi organici e delle sostanze redox -Nincesi, che richiedono catalizzatori più efficienti, rispettosi dell'ambiente ed economico.
Iii. Suggerimenti sullo sviluppo dello smaltimento della plastica e della tecnologia di utilizzo dei rifiuti
Innanzitutto, ridurre la quantità dalla fonte e incoraggiare l'uso di materie plastiche riciclate. Adotta un approccio basato sulla politica per incoraggiare l'imballaggio delle materie prime a scegliere alternative come la plastica biodegradabile, ridurre il consumo di materie plastiche non degradabili usa e getta e sforzarsi di ridurre la produzione di materie plastiche dalla fonte. Formulare un sistema standard per la plastica riciclata, standardizzare il riciclaggio e il riutilizzo delle plastiche di rifiuti e migliorare il riconoscimento pubblico delle materie plastiche riciclate e il tasso di riciclaggio delle materie plastiche di rifiuti.
In secondo luogo, rafforza la classificazione e il riciclaggio della plastica dei rifiuti. Lo smaltimento e l'utilizzo delle materie plastiche di rifiuti nel mio paese si sono sviluppate relativamente in ritardo e i pertinenti meccanismi di riciclaggio e gestione non sono ancora validi. La consapevolezza ambientale del pubblico non è stata ancora trasformata in abitudini comportamentali e la comprensione dell'importanza della classificazione della spazzatura è relativamente debole. È necessario rafforzare l'implementazione e la pubblicità delle politiche pertinenti di classificazione e riciclaggio dei rifiuti e promuovere efficacemente l'industrializzazione della classificazione e del riciclaggio della plastica dei rifiuti.
Il terzo è promuovere l'innovazione tecnologica e la trasformazione dei risultati. Le nuove tecnologie per il trattamento in plastica dei rifiuti non sono ancora mature e hanno carenze importanti rispetto alle tecnologie mature. Il supporto necessario dovrebbe essere dato al layout della ricerca sullo smaltimento e sull'utilizzo della plastica per i rifiuti per promuovere scoperte nei problemi tecnici chiave. I finanziamenti pubblici dovrebbero essere utilizzati per guidare l'entusiasmo delle imprese a partecipare alla ricerca tecnologica, a concentrarsi sulle ricerche di base guidate dalle esigenze di applicazione e promuovere la trasformazione regolare di risultati tecnologici innovativi nel trattamento della plastica e nell'utilizzo dei rifiuti.
