廢棄塑料處理的現(xiàn)狀調(diào)查與思考

趙賀 張屹 安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 安徽淮南 232001

我國塑料市場需求量逐年增大，產(chǎn)生大量的廢棄塑料，其回收再利用率卻只有30%左右。本文介紹廢棄塑料的特點，結(jié)合處理現(xiàn)狀，對各種回收處理技術(shù)進行討論，對廢棄塑料回收處理過程中存在的問題提出相應(yīng)的建議。

1.廢棄塑料的特點

1.1.降解難，污染重

塑料是五大通用高分子材料之一，高分子材料是由大量共價鍵聯(lián)結(jié)而成的相對分子質(zhì)量達到104，甚至更高的一種難降解的材料。高分子加工成制品過程中添加大量助劑以及有毒性輔料，未被收集處理的廢棄塑料進入生態(tài)中破壞和腐化形成塑料垃圾和微塑料，對水體、土壤造成破壞【1】。

1.2.種類復(fù)雜，分類困難

塑料制品的種類復(fù)雜，根據(jù)使用需求不同可分為：塑料薄膜、板材、管材、等【1】。大量不同種類的廢棄塑料混雜在一起被收集，既浪費大量勞動力增加回收成本，又大幅降低回收利用率。

1.3.產(chǎn)生總量大，利用率低

我國塑料制品生產(chǎn)量和使用量巨大，塑料因其性能優(yōu)良運用在多種行業(yè)。因此我國每年產(chǎn)生大量的廢棄塑料，但是利用率較低。主要原因在于我國的廢棄塑料再回收利用體系不夠完善，再回收生產(chǎn)的技術(shù)仍需要創(chuàng)新，降低處理成本，提高利用率，達到節(jié)能減排的目標。

2.廢棄塑料回收處理的主要技術(shù)

2.1.直接再生

直接再生是將廢棄塑料經(jīng)過擠出造粒后加入塑化劑或其它加工助劑再加工。此方法操作簡單，對生產(chǎn)設(shè)備要求不高；但對要求原料成分較純凈且污染較少，不進行改性的再生塑料的物理化學(xué)性能大幅降低，不能再生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品【2】，限制應(yīng)用范圍。

2.2.改性再生

改性再生是利用化學(xué)或物理方法對廢棄塑料進行改性處理生成再生塑料。現(xiàn)階段廢棄塑料改性再生主要應(yīng)用于：木塑材料、建筑材料、涂料和膠黏劑等領(lǐng)域。改性再生有化學(xué)改性和物理改性兩種方式【3】。

2.2.1.化學(xué)改性

化學(xué)改性是對廢舊塑料處理后生產(chǎn)的再生料進行交聯(lián)、接枝、氯化等化學(xué)處理或者使用再生料對其它制品進行改性的方法【2】。

2.2.2.物理改性

物理改性是利用機械共混的手段對廢棄塑料進行改性的方法。

2.2.2.1.填充改性及纖維增強復(fù)合材料

填充改性主要是指在聚合物基體中添加與基體在組成和結(jié)構(gòu)上不同的固體添加物。廢棄的熱塑性塑料經(jīng)過纖維增強改性后制成纖維增強復(fù)合材料，其拉伸強度和抗沖擊性能都超過原材料【3】。

2.2.2.2.共混改性

在共混體系中，主要是兩種或兩種以上不同塑料品種的共混改性。采用共混技術(shù)苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物增韌回收聚苯乙烯泡沫塑料，提高共混物抗沖擊性能，卻不會降低材料剛性和強度，使制品具有很好的力學(xué)性能，可替代市場上抗沖擊性聚苯乙烯產(chǎn)品【3】。

2.3 .裂解制油

2.3.1.熱裂解

熱裂解法是指在隔絕空氣的情況下，將塑料加熱到一定溫度后進行的，有機物分解成可燃的氣、液、固態(tài)的烴類化合物，再經(jīng)過分餾工藝制成不同種類的燃油。

2.3.2.催化裂解

催化裂解法是在塑料加熱階段加入催化劑，以降低反應(yīng)的溫度，提高產(chǎn)率，縮短反應(yīng)時間，在廢棄塑料裂解制油的綜合應(yīng)用上催化裂解法優(yōu)于熱裂解法。

2.3.3.熱解—催化改質(zhì)

熱解—催化改質(zhì)法是將廢棄塑料在無氧或缺氧的狀態(tài)下加熱熔融裂解成氣態(tài)，然后將氣體通入到裝有催化劑的催化管中進行催化改質(zhì)的過程。

2.3.4.催化裂解—催化改質(zhì)

催化裂解—催化改質(zhì)法是指將廢棄塑料直接與催化劑置于熱解反應(yīng)器中接觸進行氣化，然后將氣體通入到催化管中進行反應(yīng)，是催化熱解和熱解—催化改質(zhì)兩種方法的結(jié)合。這種方法既降低反應(yīng)所需的溫度，縮短反應(yīng)時間，同時還能得到高品質(zhì)的產(chǎn)品油。

2.3.5.共焦化

共焦化技術(shù)是將煤與廢棄聚苯乙烯塑料共煉焦，用廢PS塑料代替部分煉焦用煤，并作為粘結(jié)劑與煉焦配煤一起進入焦爐煉焦。在這一過程中，可以通過分餾得到煤油，焦油等產(chǎn)品。此方法在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冶金焦的同時，提高焦油的產(chǎn)量和品質(zhì)，并改善焦爐煤氣。

2.3.6.超臨界流體解聚

超臨界流體解聚廢棄塑料是在超臨界介質(zhì)中的解聚反應(yīng),利用超臨界流體優(yōu)良的溶解能力和傳質(zhì)性能分解或降解廢棄塑料,經(jīng)過加工得到燃油。可以選擇超臨界介質(zhì)的種類，以方便后續(xù)處理；將解聚的產(chǎn)率提高到99%，避免二次污染。

3.淮南廢棄塑料處理現(xiàn)狀—以淮南某塑料回收企業(yè)為例

從調(diào)研的企業(yè)來看，當前廢棄塑料資源化主要采用直接再生的方法。廢棄塑料原料主要為購物袋、包裝袋、塑料瓶等。選用的廢塑料原料再生性能良好，通過分揀、破碎、清洗、晾干、熔融造粒進行直接再生處理。優(yōu)點是成本較低，有效降低二次污染。但是料種類較為單一，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不高，限制廢棄塑料回收利用效率。

4.結(jié)語

對于塑料再生企業(yè)，建議將廠區(qū)集中建在工業(yè)集聚區(qū)，并配備相應(yīng)的污水及廢物處理站，以此降低二次污染；對于企業(yè)采用的再生處理技術(shù)，建議采用更高效率的處理方式，如改性再生、裂解等，既提高產(chǎn)品品質(zhì)，擴展產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，還提高廢棄塑料資源的利用率。通過對比分析，各種回收技術(shù)均有其自身的局限性且難以徹底根除污染，新技術(shù)的提出迫在眉睫。